WO1993012327A1 - Arrangement for purifying exhaust gases, especially from internal combustion engines for motor vehicles - Google Patents
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Abstract
Pre-catalyst fitted close to the engine are known. As they must be fitted with a by-pass which can be closed off by a valve, they are expensive to produce. An exhaust gas drum is to be fitted up or downstream of the pre-catalyst which selectively opens the exhaust gas path to the pre-catalyst or, parallel thereto, to a by-pass close to a manifold. For use in internal combustion engines of motor vehicles.
Description
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Anordnung zur Abgasreinigung, insbesondere von Brennkraftmaschinen für KraftfahrzeugeArrangement for cleaning exhaust gases, in particular internal combustion engines for motor vehicles
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Abgasreinigung, insbesondere von Brennkraftmaschinen für Kraftfahrzeuge, bestehend aus einer Ab¬ gasführung, sowie mindestens einer Abgasreinigungsvorrichtung, vorzugs- weise einem Abgaskatalysator, und einem dieser zugeordneten Bypass, der über einen drehbaren Ventilzylinder wahlweise anstelle der Abgasreini¬ gungsvorrichtung in die Abgasführung einschaltbar ist.The invention relates to an arrangement for exhaust gas purification, in particular of internal combustion engines for motor vehicles, consisting of an exhaust gas duct, as well as at least one exhaust gas purification device, preferably an exhaust gas catalytic converter, and a bypass associated therewith, which can alternatively be used instead of the exhaust gas purification device via a rotatable valve cylinder the exhaust system can be switched on.
Anordnungen zur Abgasreinigung dieser Art sind bekannt (DE 90 07 153 U). Der dort z. B. vorgesehene Abgaskatalysator besitzt einen Träger¬ körper, der in einem den Abgasstrom führenden Mantelgehäuse angeord¬ net ist. Dieses Mantelgehäuse ist von einer Aiißenhülle umgeben, die mit dem Mantelgehäuse einen Bypass für den Abgasstrom bildet. Im Bereich des Einlasses des Mantelgehäuses ist ein Ventilzylinder angeord- πet, der auf seinem Umfang in der Drehrichtung hintereinander angeord¬ nete Öffnungen aufweist und je nach Drehstellung den Abgasstrom entweder von einem Einlaß zum Bypass oder vom Einlaß in den Ab¬ gaskatalysator führt. Das Umschalten des Ventilzylinders kann tempera¬ turabhängig über eine Bimetallspirale erfolgen, die Umschaltung wird dabei so vorgenommen, daß in der Startphase des Verbrennungsmotors der Abgasstom durch den Bypass geleitet wird. Dabei erwärmt sich der on dem Bypass umgebene Trägerkörper des Abgaskatalysators. Ist
dessen Betriebstemperatur erreicht, wird der Ventilzylinder umgeschaltet, so daß der Abgasstrom durch den Katalysator geführt wird.Arrangements for exhaust gas purification of this type are known (DE 90 07 153 U). The z. B. The provided catalytic converter has a carrier body which is arranged in a jacket housing guiding the exhaust gas flow. This casing is surrounded by an outer shell, which forms a bypass for the exhaust gas flow with the casing. In the area of the inlet of the jacket housing there is a valve cylinder which has openings arranged one after the other in the direction of rotation on its circumference and, depending on the rotational position, leads the exhaust gas flow either from an inlet to the bypass or from the inlet to the catalytic converter. Depending on the temperature, the valve cylinder can be switched over via a bimetal spiral, the switchover being carried out in such a way that the exhaust gas stream is passed through the bypass in the starting phase of the internal combustion engine. The carrier body of the catalytic converter, which is surrounded on the bypass, heats up. Is whose operating temperature is reached, the valve cylinder is switched so that the exhaust gas flow is passed through the catalyst.
Bekannt ist es auch (DE 39 30 380 A), zur Konvertierung der Abgase eines Verbrennungsmotores mehrere in unmittelbarer Nähe des Motors angebaute Vorkatalysatoren vorzusehen, denen in der Abgasführung ein Hauptkatalysator nachgeschaltet ist. Die Vorkatalysatoren besitzen jeweils einen hohl__ylinderförmigen Trägerkörper, wobei in der zentralen Öffnung des Trägerkörpers ein Bypassrohr sitzt. Mit Hilfe einer innerhalb des Bypassrohres angeordneten Drehklappe kann der Abgasstrom in der Startphase des Verbrennungsmotors durch die Trägerkörper der Vor¬ katalysatoren geleitet werden. Da diese motornah eingebaut sind und auch eine geringere Masse besitzen, erreichen sie schnell ihre Betriebs¬ temperatur. Hat der nachgeschaltete Hauptkatalysator seine Betriebs- temperatur erreicht, so wird die Drehklappe in jedem einzelnen Vor¬ katalysator in die Offenstellung überführt, so daß der Abgasstrom durch das Bypassrohr zum Hauptkatalysator geführt wird. Durch diese Ma߬ nahme wird auch eine Überhitzung der Vorkatalysatoren verhindert. Der Aufbau von Katalysatoren mit einem zentralen Bypass und dessen Steue- rung durch gesonderte Drehklappen ist aufwendig.It is also known (DE 39 30 380 A) to provide a plurality of pre-catalytic converters mounted in the immediate vicinity of the engine for converting the exhaust gases of an internal combustion engine, which are followed by a main catalytic converter in the exhaust gas duct. The precatalysts each have a hollow, cylindrical support body, a bypass tube being seated in the central opening of the support body. With the help of a rotary flap arranged inside the bypass tube, the exhaust gas flow in the starting phase of the internal combustion engine can be passed through the carrier bodies of the precatalysts. Since these are installed close to the engine and also have a lower mass, they quickly reach their operating temperature. When the downstream main catalytic converter has reached its operating temperature, the rotary flap in each individual pre-catalytic converter is moved into the open position so that the exhaust gas flow is led through the bypass pipe to the main catalytic converter. This measure also prevents the pre-catalysts from overheating. The construction of catalysts with a central bypass and its control by separate rotary flaps is complex.
Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine Anord¬ nung zur Abgasreinigung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß weder der Hauptkatalysator noch Vorkatalysatoren oder andere vorge- schaltete Abgasreinigungsvorrichtungen in besonderer Weise ausgebildet und mit einem integrierten Bypass versehen werden müssen. Auch die Steuerung zwischen Bypass einerseits und Abgasreinigungsvorrichtung bzw. Vorkatalysator andererseits soll vereinfacht werden.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einer Anordnung zur Abgasreinigung der eingangs genannten Art vorgesehen, daß der Ventilzylinder als eine längliche Abgaswalze ausgebildet ist, deren Drehachse quer zur Abgasfüh- rung steh und in deren Zylinderwand mindestens zwei auf einer Mantelli¬ nie nebeneinander liegende und in Richtung der Drehachse versetzt zueinander angeordnete Abströmöffnungen vorgesehen sind, die so an¬ geordnet sind, daß sie mit nebeneinander liegenden Öffnungen mehrerer Abgasführungsrohre zu mindestens einer Abgasreinigungsvorrichtung oder zu mindestens einem neben dieser angeordneten Bypassrohr fluchten.In contrast, the invention is based on the object of designing an arrangement for exhaust gas purification of the type mentioned at the outset in such a way that neither the main catalytic converter nor pre-catalytic converters or other upstream exhaust gas purification devices have to be designed in a special way and provided with an integrated bypass. The control between the bypass on the one hand and the exhaust gas cleaning device or pre-catalytic converter on the other hand is to be simplified. To achieve this object, it is provided in an arrangement for exhaust gas purification of the type mentioned at the outset that the valve cylinder is designed as an elongated exhaust gas roller, the axis of rotation of which is transverse to the exhaust gas guide and in the cylinder wall of which at least two are located next to one another on a jacket and in the direction outflow openings arranged offset to one another are provided, which are so arranged that they are aligned with openings of a plurality of exhaust gas guide tubes lying next to one another to at least one exhaust gas cleaning device or to at least one bypass tube arranged next to it.
Durch diese Ausgestaltung können z. B. handelsübliche Trägerkörper auch für die Vorkatalysatoren verwendet werden. Die Umschaltung erfolgt dadurch, daß entweder dieser Vorkatalysatorträgerköper oder ein getrennt davon neben dem Vorkatalysator angeordneter Bypasskanal mit dem Abgas beaufschlagt wird. Diese Ausgestaltung erlaubt eine einfache Steuerung, bei der auch keine Probleme hinsichtlich der Dichtheit ent¬ stehen, weil die zylindrische Abgaswalze sehr dicht an entsprechenden Führungswänden geführt werden kann.With this configuration, for. B. commercially available carrier bodies can also be used for the pre-catalysts. The changeover takes place in that either this pre-catalyst carrier body or a bypass duct arranged separately therefrom next to the pre-catalyst is acted upon by the exhaust gas. This configuration allows simple control, in which there are also no problems with regard to tightness, because the cylindrical exhaust gas roller can be guided very close to corresponding guide walls.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß die Ab¬ gaswalze zur Steuerung von mehreren nebeneinander Hegenden Vor¬ katalysatoren und von mehreren in einer Flucht mit diesen Vörkatalysato- ren angeordneten Bypassleitungen zu einem gemeinsamen Hauptkatalysa¬ tor dient. Dabei kann nach den Merkmalen der Ansprüche 3 oder 4 die Abgaswalze in der Abgasströmung vor den Vorkatalysatoren oder auch hinter den Vörkatalysatoren in der Abgasströmung hegen. Beson¬ ders vorteilhaft ist es schließlich auch noch, wenn die Abgaswalze, die ohnehin rohrförmig ausgebildet ist, stirnseitig auch noch mit Sekundärluft beaufschlagt wird. Wenn die Abgaswalze daher im Strömungsweg vor den Vorkatalysatoren angeordnet ist, wird es auf diese Weise möglich,
die Temperatur vor den Vorkatalysatoren zu erniedrigen. Zweckmäßig ist es, um den gleichen Zweck zu erreichen, daher in dem Fall, in dem die Abgaswalze zur Steuerung zwischen Bypass und Vorkatalysatoren hinter den Vorkatalysatoren hegt, den Vorkatalysatoren einen Sammel¬ raum, z. B. in der Form eines quer verlaufenden Rohres, vorzuschalten, in das die Sekundärluft eingeführt werden kann.An advantageous further development of the invention provides that the exhaust-gas roller serves to control a plurality of precatalysts which are adjacent to one another and a plurality of bypass lines which are arranged in alignment with these precatalysts to form a common main catalytic converter. According to the features of claims 3 or 4, the exhaust gas roller can be in the exhaust gas flow upstream of the pre-catalysts or behind the pre-catalysts in the exhaust gas flow. Finally, it is also particularly advantageous if the exhaust gas roller, which is already tubular, is also subjected to secondary air at the end. If the exhaust gas roller is therefore arranged in the flow path upstream of the pre-catalysts, it becomes possible in this way to lower the temperature upstream of the pre-catalysts. It is expedient to achieve the same purpose, therefore in the case in which the exhaust-gas roller is located behind the pre-catalysts for control between the bypass and pre-catalysts, the pre-catalysts have a collecting space, eg. B. upstream in the form of a transverse tube into which the secondary air can be introduced.
Die Erfindung ist in der Zeichnung anhand von zwei Ausführungsbei- spielen dargestellt und wird im folgenden erläutert. Es zeigen:The invention is illustrated in the drawing using two exemplary embodiments and is explained below. Show it:
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeuges, der im Bereich seiner Auspufi_fcrümmer erfin¬ dungsgemäß ausgestaltet ist,1 is a schematic side view of an internal combustion engine of a motor vehicle, which is designed according to the invention in the area of its exhaust manifolds,
Fig. 2 die schematische Draufsicht auf den Motor der Fig. 1,2 shows the schematic top view of the motor of FIG. 1,
Fig. 3 eine vergrößerte Detaildarstellung eines Längsschnittes durch die im Bereich der Auspuiϊkrümmer des Motors der Fig. 1 und 2 angeordnete Abgassteuerwalze in einer ersten Steuerstellung,3 is an enlarged detail view of a longitudinal section through the exhaust gas control roller arranged in the area of the exhaust manifold of the engine of FIGS. 1 and 2 in a first control position,
Fig. 4 die Abgassteuerwalze der Fig. 3 in ihrer zweiten Steuerstellung,4 shows the exhaust control roller of FIG. 3 in its second control position,
Fig. 5 die schematische Seitenansicht eines Motors ähnlich Fig. 1, jedoch mit einer im Abgasströmungsweg hinter den Vorkatalysa- toren angeordneten Abgassteuerwalze, und5 shows the schematic side view of an engine similar to FIG. 1, but with an exhaust gas control roller arranged in the exhaust gas flow path behind the pre-catalysts, and
Fig. 6 die Draufsicht auf den Motor der Fig. 5.6 is a top view of the motor of FIG. 5.
In den Fig. 1 und 2 ist schematisch ein Motor 1 eines Kraftfahrzeuges gezeigt, der beim Ausführungsbeispiel mit vier Zylindern versehen ist,
wobei die Auspuffkrümmer 2 dieser Zylinder seitlich aus dem Motor herausgeführt sind. Diese Auspuffkrümmer 2 münden in ein zylindrisches Sammelrohr 3, von dem aus vier Verbindungsrohre 4 sowie drei Ver¬ bindungsrohre 5 zu einem gemeinsamen Auspuffrohr 6 geführt sind, in dem ein Hauptkatalysator 7 angeordnet ist. In den Abgasrohren 5 sind jeweils Vorkatalysatoren 8 so angeordnet, daß sie möglichst motornah liegen. Die Vorkatalysatoren 8 sind daher mit einer ihrer Stirnflächen unmittelbar an dem Sammelrohr 3 angebracht, wie das noch näher aus Fig. 3 hervorgeht.1 and 2 schematically show an engine 1 of a motor vehicle which is provided with four cylinders in the exemplary embodiment, the exhaust manifolds 2 of these cylinders are led out of the side of the engine. These exhaust manifolds 2 open into a cylindrical manifold 3, from which four connecting pipes 4 and three connecting pipes 5 are guided to a common exhaust pipe 6, in which a main catalytic converter 7 is arranged. Pre-catalytic converters 8 are each arranged in the exhaust pipes 5 such that they are as close as possible to the engine. The precatalysts 8 are therefore attached directly to the collecting tube 3 with one of their end faces, as can be seen in more detail in FIG. 3.
Das Sammelrohr 3 dient zur Aufnahme einer zylindrischen Abgaswalze 9, die in Fig. 3 gezeigt ist, und die über einen stirnseitig an ihr ange¬ brachten Wellenstummel 10 im Sinne des Pfeiles 11 in Drehung versetzt werden kann. Diese Abgaswalze 9 besteht aus einem an beiden Stirn- seiten geschlossenen zylindrischen Rohr, dessen Aiißendurchmesser dem Innendurchmesser des Sammelrohres angepaßt ist, so daß die Abgaswalze dicht innerhalb des Sammelrohres 3 angeordnet ist und sich verdrehen läßt. Der Wellenstummel 10 ist beim Ausführungsbeispiel hohl ausgebl - det und dient zur Zufuhr von Sekundärluft in das Innere der Abgaswalze 9.The collecting tube 3 serves to receive a cylindrical exhaust gas roller 9, which is shown in FIG. 3, and which can be rotated in the direction of the arrow 11 by means of a shaft stub 10 attached to it at the end. This exhaust gas roller 9 consists of a cylindrical tube closed on both ends, the outside diameter of which is adapted to the inside diameter of the collecting tube, so that the exhaust gas roller is arranged tightly inside the collecting tube 3 and can be rotated. In the exemplary embodiment, the shaft end 10 is hollow and is used to supply secondary air into the interior of the exhaust gas roller 9.
Wie sich im einzelnen aus Fig. 3 ergibt, ist die Abgaswalze 9 mit ihrer Drehachse 12 senkrecht zu den Achsen der Auspuffkrümmer 2 und senkrecht zu den Achsen der Rohrleitungen 4 und 5 angeordnet. Beim Ausführungsbeispiel fluchten die Achsen der Auspuffkrümmer 2 jeweils mit den Achsen der Abgasrohre 4. In dem Sammelrohr 3 sind demzu¬ folge diametral gegenüberliegende Öffnungen 13 vorgesehen, an denen jeweils die Auspuffkrümmer 2 bzw. die Abgasrohre 4 dicht anliegen. Zwischen jeweils zwei Abgasrohren 4 ist ein Abgasrohr 5 mit einem Vorkatalysator 8 angeordnet, wobei die Achsen der Rohre 5 in einer
Ebene mit den Achsen der Abgasrohre 4 liegen. Jeder Vorkatalysator 8 grenzt mit seiner vom Rohr 5 abgewandten Stirnseite an eine Öffnung 14 in dem Sammelrohr 3 an. Die Öffnungen 13 und 14 sind jeweils so angeordnet, daß ihre Achsen in gleichem Abstand zueinander Hegen.3, the exhaust gas roller 9 is arranged with its axis of rotation 12 perpendicular to the axes of the exhaust manifold 2 and perpendicular to the axes of the pipes 4 and 5. In the exemplary embodiment, the axes of the exhaust manifolds 2 are each aligned with the axes of the exhaust pipes 4. Accordingly, diametrically opposite openings 13 are provided in the collecting pipe 3, against which the exhaust manifolds 2 and the exhaust pipes 4 each lie tightly. An exhaust pipe 5 with a pre-catalytic converter 8 is arranged between each two exhaust pipes 4, the axes of the pipes 5 being in one Level with the axes of the exhaust pipes 4. Each precatalyst 8 borders with its end face facing away from the tube 5 to an opening 14 in the collecting tube 3. The openings 13 and 14 are each arranged so that their axes are equally spaced.
Die im Inneren des Sammelrohres 3 gelagerte Abgaswalze 9 ist auf ihrem Umfang mit Austrittsöffnungen 15 bzw. 16 versehen, von denen die Öffnungen 15 in einem Abstand a zueinander paraUel zur Drehachse 12 und jeweils auf einer Mantellinie der Abgaswalze 9 Hegend so ver- setzt zueinander sind, daß ihr Abstand dem Abstand der Abgaskrümmer 2 entspricht. Auf einer Mantellinie der Abgaswalze 9, die der ersten Mantellinie diametral gegenüberiiegt, auf der die Öffnungen 15 angeord¬ net sind, Hegt die Öffnung 16, die in ihrem Querschnitt demjenigen der Öffnung 14 im Sammelrohr 3 angepaßt ist. In der in der Fig. 3 darge- stellten SteHung können die heißen, vom Motor 1 kommenden Abgase daher durch die Auspuffkrümmer 2 sowie durch die Öffnungen 13 und 15 in das Innere der Abgaswalze 9 eintreten und von dort durch die Öffnung 16 in den Vorkatalysator und das Rohr 5 zum Auspuffrohr 6 geführt werden. Die Abgaswalze 9 enthält natürHch noch weitere Öff- nungen 15 und 16 entsprechend den in Fig. 3 gezeigten Öffnungen, so daß in der in der Fig. 3 dargestellten SchaltsteUung der Abgaswalze 9 das aus dem Motor 1 austretende heiße Abgas jeweils ausschHeßHch durch die drei Vorkatalysatoren 8 und die Rohre 5 zum Auspuffrohr 6 geführt wird. Die Öffnungen 13 der Abgasrohre 4 sind in dieser Stel- lung verschlossen. Diese Schalterstellung wird beispielsweise beim Start des Motors durch entsprechende Steuermittel eingesteUt. Die Vorkataly¬ satoren 8, die wie ausgeführt, sehr motornah angeordnet sind und eine verhältnismäßig geringe Masse haben, heizen sich in der SchaltsteUung der Abgaswalze 9 nach Fig. 3 verhältnismäßig schnell auf und erreichen in der Startphase sehr bald ihre Betriebstemperatur, so daß auch in der
Startphase schon eine relativ gute Umsetzung des Abgases möglich ist, die im Hauptkatalysator wegen dessen niedriger Ausgangstemperatur nicht erreichbar ist.The exhaust gas roller 9 mounted in the interior of the collecting tube 3 is provided on its circumference with outlet openings 15 and 16, of which the openings 15 are spaced apart from one another in relation to the axis of rotation 12 and in each case on a surface line of the exhaust gas roller 9 that their distance corresponds to the distance of the exhaust manifold 2. On a surface line of the exhaust-gas roller 9, which lies diametrically opposite the first surface line on which the openings 15 are arranged, lies the opening 16, the cross-section of which is adapted to that of the opening 14 in the collecting pipe 3. In the position shown in FIG. 3, the hot exhaust gases coming from the engine 1 can therefore enter the interior of the exhaust gas cylinder 9 through the exhaust manifold 2 and through the openings 13 and 15 and from there through the opening 16 into the pre-catalytic converter and the pipe 5 are led to the exhaust pipe 6. The exhaust-gas roller 9 naturally also contains further openings 15 and 16 corresponding to the openings shown in FIG. 3, so that in the switching control of the exhaust-gas roller 9 shown in FIG. 3, the hot exhaust gas emerging from the engine 1 is expelled by the three pre-catalysts 8 and the pipes 5 is led to the exhaust pipe 6. The openings 13 of the exhaust pipes 4 are closed in this position. This switch position is set, for example, by appropriate control means when the engine is started. The precatalysts 8, which, as stated, are arranged very close to the engine and have a relatively low mass, heat up relatively quickly in the switching control of the exhaust gas roller 9 according to FIG. 3 and very quickly reach their operating temperature in the starting phase, so that also in the A relatively good conversion of the exhaust gas is already possible in the starting phase, which cannot be achieved in the main catalytic converter because of its low starting temperature.
Wenn nach einer gewissen Betriebszeit auch die Betriebstemperatur des Hauptkatalysators 7 hoch genug ist, dann wird die Abgaswalze 9 in die Stellung der Fig. 4 umgeschaltet, in der sie die Öffnungen 16 von allen Vorkatalysatoren 8 verschließt, dagegen die Öffnungen 13 zu den Ab¬ gasrohren 4 freigibt. Zu diesem Zweck ist es daher notwendig, da auch in dieser Stellung die Öffnungen 13 der Auspuffkrümmer offenbleiben müssen, daß die Öffnungen 15 in der Umfangsrichtung der Abgaswalze entsprechend länger bemessen werden als die Öffnungen 16 bzw. 17. Die Öffnungen 17 sind im übrigen aber in der Stellung in der Fig. 4 diametral den Öffnungen 15 gegenüberliegend angeordnet und weisen eine Querschnittsfläche auf, die der Querschnittsfläche der Öffnungen 13 in dem Sammelrohr 3 entspricht. Die in der Fig. 4 gezeigte Schalt¬ steUung schaltet die Vorkatalysatoren 8 ab und führt das Abgas unmittel¬ bar zum Hauptkatalysator 7, der, wie bereits ausgeführt wurde, in dieser SchaltsteUung seine Betriebstemperatur bereits erreicht hat.If, after a certain operating time, the operating temperature of the main catalytic converter 7 is also high enough, the exhaust gas roller 9 is switched to the position in FIG. 4, in which it closes the openings 16 of all the pre-catalytic converters 8, whereas the openings 13 to the exhaust gas pipes 4 releases. For this purpose it is therefore necessary, since the openings 13 of the exhaust manifold must also remain open in this position, that the openings 15 are dimensioned correspondingly longer in the circumferential direction of the exhaust gas roll than the openings 16 or 17. The openings 17 are otherwise in 4 diametrically opposite the openings 15 and have a cross-sectional area which corresponds to the cross-sectional area of the openings 13 in the header tube 3. The switching control shown in FIG. 4 switches off the pre-catalytic converters 8 and leads the exhaust gas directly to the main catalytic converter 7, which, as has already been stated, has already reached its operating temperature in this switching control.
Die Umschaltung der Abgaswalze 9 kann in Abhängigkeit von der Temperatur des Hauptkatalysators 7 vorgenommen werden. In der SchaltsteUung der Fig. 4 sind die Vorkatalysatoren 8 gegen ein Durch¬ brennen gesichert, das sonst wegen des motornahen Anbaues und der unmittelbaren Beaufschlagung der Vorkatalysatoren 8 mit dem heißen Abgas zu befürchten wäre.The exhaust gas roller 9 can be switched over as a function of the temperature of the main catalytic converter 7. 4, the pre-catalytic converters 8 are secured against burning through, which would otherwise be feared due to the attachment close to the engine and the direct exposure of the pre-catalytic converters 8 to the hot exhaust gas.
Das Ausführungsbeispiel bietet aber auch noch die Möglichkeit, während des Betriebes der Vorkatalysatoren 8 - also in der SchaltsteUung nach Fig. 3 - ein schnelleres Anspringen derselben dadurch zu erreichen, daß
Sekundärluft im Sinne des Pfeiles 18 in die Abgaswalze 9 eingeführt wird, so daß dadurch die Temperatur der Vorkatalysatoren erhöht wird. BekanntHch bewirkt der zugeführte Sauerstoff eine temperaturerrhöhende Reaktion in den Katalysatoren. Diese Maßnahme kann auch mit dazu beitragen, in der Startphase eine gute Umsetzung der Abgase zu errei¬ chen.However, the exemplary embodiment also offers the possibility of achieving a faster start-up during the operation of the pre-catalysts 8 - that is to say in the switching control according to FIG. 3, in that Secondary air in the direction of arrow 18 is introduced into the exhaust gas roller 9, so that the temperature of the pre-catalysts is increased. The oxygen supply causes a temperature-increasing reaction in the catalysts. This measure can also help to achieve a good conversion of the exhaust gases in the starting phase.
Während bei den Ausführungsbeispielen der Fig. 1 bis 4 die Abgaswalze 9 unmittelbar zwischen Motor 1 und den Vorkatalysatoren 8 angeordnet ist, ist die Umschalteinrichtung in Form einer Abgaswalze 9 und eines diese umgebenden __yl___drischen Gehäuses 19 beim Ausführungsbeispiel der Fig. 5 und 6 im Abgasströmungsweg hinter den Vorkatalysatoren 8 angeordnet. Zwischen dem Motor 1 und den Vorkatalysatoren 8 ist wie beim Ausführungsbeispiel der Fig. 1 und 2 ein Sammelrohr 3' angeord- net, das bei dieser Ausführungsform aber eine drehbare Abgaswalze 9 nicht enthält. Das Sammelrohr 3' ist aber, um wieder die Zufuhr von Sekundärluft im Sinne des Pfeües 18 zu ermögHchen, an einer seiner Stirnseiten mit einem Anschlußstutzen 20 versehen. An ihm sind die Vorkatalysatoren 8 in der gleichen Weise fest angeschlossen, wie das anhand des Ausführungsbeispieles der Fig. 1 und 2 bereits erläutert wurde. Die Abgasrohre 4' und 5' sind bei diesem Beispiel aber anders ausgebüdet und geführt, und münden in das Gehäuse 19 an Umfangs- steUen ein, die nicht auf einer gemeinsamen Mantellinie Hegen. Ent¬ sprechend müssen hier die Eintrittsöffhungen in der Abgaswalze 9' ebenfaUs versetzt angeordnet werden, und es muß dafür gesorgt sein, daß die Steueröffhung zur Abgaseinleitung 6 in aUen SchaltsteUungen der Abgaswalze 9' offen bleibt. Verschlossen werden von der Abgaswalze 9' in diesem FaU entweder die Eintrittsöffiiungen der Rohre 5', in denen die Vorkatalysatoren 8 angeordnet sind, oder die Öffnungen der Ab-
gasrohre 4', die unmittelbar vom Sammelrohr 3' und vom Motor kom¬ men.1 to 4, the exhaust gas roller 9 is arranged directly between the engine 1 and the pre-catalytic converters 8, the switching device in the form of an exhaust gas roller 9 and a __yl___drische housing 19 surrounding it in the embodiment of FIGS. 5 and 6 in the exhaust gas flow path behind arranged the pre-catalysts 8. As in the exemplary embodiment in FIGS. 1 and 2, a collecting pipe 3 'is arranged between the engine 1 and the pre-catalytic converters 8, but in this embodiment does not contain a rotatable exhaust gas roller 9. The collecting tube 3 'is, however, in order to enable the supply of secondary air again in the sense of the pipe 18, provided on one of its end faces with a connecting piece 20. The pre-catalytic converters 8 are firmly connected to it in the same manner as that which has already been explained with reference to the exemplary embodiment in FIGS. 1 and 2. In this example, however, the exhaust pipes 4 'and 5' are grooved and guided differently, and open into the housing 19 at peripheral controls which do not lie on a common surface line. Accordingly, the inlet openings in the exhaust gas roller 9 'must also be arranged offset, and it must be ensured that the control opening for the exhaust gas inlet 6 remains open in the external switching controls of the exhaust gas roller 9'. In this case, the exhaust gas roller 9 'closes either the inlet openings of the tubes 5' in which the pre-catalysts 8 are arranged, or the openings of the exhaust gas gas pipes 4 ', which come directly from the collecting pipe 3' and from the engine.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die genannten Ausführungsbei¬ spiele beschränkt. Eine Abgaswalze kann beispielsweise auch verwendet werden, wenn statt Vorkatalysatoren andere Abgasreinigungsvorrichtungen zeitweise in den Abgasstrom geschaltet werden soUen.
The present invention is not restricted to the exemplary embodiments mentioned. An exhaust gas roller can also be used, for example, if other exhaust gas purification devices are to be temporarily switched into the exhaust gas stream instead of pre-catalysts.
Claims
1. Anordnung zur Abgasreinigung, insbesondere von Brennkraftmaschi¬ nen für Kraftfahrzeuge, bestehend aus einer Abgasführung, sowie 10 mindestens einer Abgasreinigungsvorrichtung, insbesondere einem1. Arrangement for exhaust gas purification, in particular internal combustion engines for motor vehicles, consisting of an exhaust gas duct, and 10 at least one exhaust gas purification device, in particular one
Abgaskatalysator und mindestens einem dieser zugeordneten Bypass, der über einen drehbaren Ventilzylinder wahlweise an deren SteUe in die Abgasführung einschaltbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilzylinder als eine längHche Abgaswalze (9, 9') ausgebildet 15 ist, deren Drehachse quer zur Abgasführung (2, 4, 5) steht und in deren Zylinderwand mindestens eine Zuführöffhung (15) und minde¬ stens zwei auf einer Mantellinie nebeneinander Hegende und in Richtung der Drehachse versetzt zueinander angeordnete Abströmöff¬ nungen (16, 17) vorgesehen und so angeordnet sind, daß sie mit 20 nebeneinander Hegenden Öffnungen (13, 14) von Abgasführungs¬ rohren (4, 5, 4', 5') zu mindestens einem Vorkatalysator (8) bzw. einer vorgeschalteten Abgasreinigungsvorrichtung oder zu mindesteπs einem Bypass (4) fluchten.Exhaust gas catalytic converter and at least one bypass assigned to it, which can be optionally switched into the exhaust gas duct at its control via a rotatable valve cylinder, characterized in that the valve cylinder is designed as an elongated exhaust gas roller (9, 9 '), the axis of rotation of which is transverse to the exhaust gas duct (2 , 4, 5) and in the cylinder wall of which at least one feed opening (15) and at least two outflow openings (16, 17) arranged side by side on a surface line and offset in the direction of the axis of rotation are provided and arranged such that they with 20 adjacent openings (13, 14) of exhaust gas guide pipes (4, 5, 4 ', 5') to at least one precatalyst (8) or an upstream exhaust gas purification device or at least one bypass (4).
_5 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgaswalze (9, 9') zur Steuerung von mindestens zwei nebeneinander Hegenden Vorkatalysatoren (8) und mindestens drei in einer Flucht mit diesem Hegenden Bypassleitungen (4) dient, die zu einem ge¬ meinsamen Hauptkatalysator (7) führen. 0 _5 2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the exhaust gas roller (9, 9 ') for controlling at least two side-by-side pre-catalysts (8) and at least three in alignment with this side bypass lines (4) is used to a ge ¬ lead common main catalyst (7). 0
3. Anordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgaswalze in der Abgasströmung vor den Vörkatalysatoren (8) liegt.3. Arrangement according to claims 1 and 2, characterized in that the exhaust gas roller is in the exhaust gas flow before the pre-catalysts (8).
4. Anordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgaswalze (9') in der Abgasströmung hinter den Vorkataly¬ satoren (8) Hegt.4. Arrangement according to claims 1 and 2, characterized in that the exhaust roller (9 ') in the exhaust gas flow behind the precatalysts (8).
5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn- zeichnet, daß die Vörkatalysatoren (8) so nahe als möghch am5. Arrangement according to one of claims 1 to 4, characterized in that the pre-catalysts (8) as close as possible on
Motor (1) angeordnet sind.Motor (1) are arranged.
6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vörkatalysatoren (8) an einem gemeinsamen Sammelrohr (3) sitzen, das unmittelbar an kurzen Auspuffkrümmern (2) des Motors (1) anliegt.6. Arrangement according to claim 5, characterized in that the pre-catalysts (8) sit on a common manifold (3) which bears directly on short exhaust manifolds (2) of the engine (1).
7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Sammelrohr (3, 3') stirnseitig mit einer Sekundärluftzufuhr (18) versehen ist.7. Arrangement according to claim 6, characterized in that the collecting tube (3, 3 ') is provided on the end face with a secondary air supply (18).
8. Anordnung nach Anspruch 3 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Sammelrohr (3) die Abgaswalze (9) angeordnet und mit einem stirnseitig hohlen WeUenstummel (10) versehen ist, durch den die Zufuhr der Sekundärluft (18) erfolgt. 8. Arrangement according to claim 3 and 7, characterized in that the exhaust gas roller (9) is arranged in the collecting tube (3) and is provided with a hollow end face WeUenstummel (10) through which the supply of secondary air (18).
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