WO1999034902A1 - Beheizbare katalysatoranordnung mit vorgeschalteter wasserfalle - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung zum Reinigen eines Abgasstromes eines Verbrennungsmotors (1). Die Anordnung enthält in Strömungsrichtung (S) des Abgases hintereinander eine erste Wasserfalle (5), einen elektrisch beheizbaren Wabenkörper (7) und einen Wabenkörper (8) mit katalytisch aktiver Beschichtung, die zumindest die Oxidation fördert, wobei der elektrisch beheizbare Wabenkörper (7) und der Wabenkörper (8) mit katalytisch aktiver Beschichtung auch ganz oder teilweise eine Baueinheit bilden können. Eine solche Anordnung kann als kleines Zusatzsystem hinter einen Dreiwegekatalysator geschaltet werden, um die Abgasreinigung während der Kaltstartphase sicherzustellen. Es kann auch grösser dimensioniert die gesamte Abgasreinigung übernehmen. Der durch die vorgeschaltete Wasserfalle (5) trockene elektrisch beheizbare Wabenkörper (7) erreicht schnell die für eine katalytische Umsetzung notwendige Temperatur von nur ca. 70 bis 90 DEG C und benötigt dazu weniger elektrische Energie als herkömmliche Systeme. Die Anordnung erlaubt die Reduzierung von Schadstoffen in Abgasen von Kraftfahrzeugen auf extrem niedrige Werte.

Description

  
 



   Beheizbare Katalysatoranordnung mit vorgeschalteter Wasserfalle Die vorliegende Erfindung   betrifft    eine Anordnung zum Reinigen eines Abgasstromes eines Verbrennungsmotors. Bei der Reinigung von Kraftfahrzeugabgasen werden immer niedrigere Grenzwerte   für    den Schadstoffausstoss angestrebt, um die Umwelt zu entlasten.

   Ein besonderer Problembereich bei der Abgasnachbehandlung ist die Kaltstartphase des Verbrennungsmotors, in welcher typischerweise grössere Mengen von Kohlenwasserstoffen aus dem Abgas entfernt werden   müssen.    Auch Kohlenmonoxid soll zu Kohlendioxid oxidiert werden, so dass in der Kaltstartphase im wesentlichen Oxidationsprozesse durch katalytisch aktive Materialien   gefördert    werden   müssen.    Beim späteren Lastbetrieb eines Verbrennungsmotors werden zur Abgasreinigung im allgemeinen Dreiwegekatalysatoren eingesetzt, welche gleichzeitig oxidierbare Bestandteile oxidieren und Stickoxide reduzieren können.



  Besonders   für    die Reinigung von Abgas in der Kaltstartphase ausgebildete Abgasreinigungssysteme sind beispielsweise in der EP 0 638 710 A2 und der EP 0 485 179 A2 beschrieben. Solche Systeme können zahlreiche Komponenten enthalten,   nämlich    Dreiwegekatalysatoren, Kohlenwasserstoffadsorber und beheizbare   Wabenkörper.    Dabei gibt es auch unterschiedliche Systeme, welche der   einzelnen    Komponenten eines Abgasreinigungssystems mit welcher Art von katalytisch aktiver Beschichtung versehen sein sollten.



     Für    solche Abgassysteme besonders geeignete elektrisch beheizbare Komponenten, die in der Kaltstartphase das schnelle Erreichen einer für die katalytische Reaktion notwendigen Mindesttemperatur sicherstellen, sind zum Beispiel in der WO 96/10127 beschrieben. Bei Anordnungen mit elektrisch beheizbaren Wabenkörpern war man zunächst davon ausgegangen, dass eine   Temperatur von etwa   250 C    erreicht werden muss bevor eine katalytisch aktive Beschichtung die gewünschten Oxidationsprozesse bewirken konnte.



  Aufgrund späterer Erkenntnisse   lässt    sich jedoch die Temperatur, bei der ein katalytisch aktives Material die Oxidation von   Kohlenmonoxid    und Kohlenwasserstoffen auslösen kann, erheblich senken, wenn der   Träger    dieses katalytisch aktiven Materials im wesentlichen trocken gehalten werden kann.



  Es wurden Beschichtungen entwickelt, welche wie   üblich    auf einen mit keramischem Washcoat beschichteten   Wabenkörper    aufgebracht werden   können,    welche schon deutlich unter   100 C,    beispielsweise bei   70-80 C    als Oxidationskatalysatoren wirken, sofern der   Wabenkörper    und die keramische Beschichtung trocken sind. Zum Trockenhalten   können    dabei sogenannte Wasserfallen eingesetzt werden, die Materialien enthalten, die Wasser unterhalb einer bestimmten Temperatur in grossen Mengen auffangen und speichern können.

   Abgassysteme mit solchen Wasserfallen in verschiedenen Ausführungen und die   dafür      benötigten    Materialien sind beispielsweise in der WO 96/39576 beschrieben.



  Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Ziel der vorliegenden Erfindung, verschiedene aus dem Stand der Technik bekannte Komponenten zur Abgasreinigung so zu kombinieren, dass eine besonders effektive Abgasreinigung zur Erzielung besonders niedriger Anteile von Schadstoffen im Auslass erreicht wird. Ein besonderes Ziel ist es dabei, die Abgasreinigung in der Kaltstartphase zu   verbessern    und auf motornahe hochbelastete Komponenten im Abgasstrang verzichten zu können. Angestrebt werden auch besonders einfach aufgebaute sehr effektive Abgasreinigungssysteme, wobei die in diesen Systemen enthaltenen elektrisch beheizbaren   Wabenkörper    einen geringeren Energiebedarf gegenüber bekannten Anordnungen haben sollen.



  Auch sollen geeignete Verfahren zum Betrieb solcher Anordnungen angegeben werden.  



  Zur Lösung dieser Aufgabe dienen eine Anordnung gemäss Anspruch   1    und ein Verfahren gemäss Anspruch 13. Vorteilhafte und besonders bevorzugte Ausführungsformen sind in den jeweils abhängigen   Ansprüchen    angegeben.



  Eine   erfindungsgemässe    Anordnung zum Reinigen eines Abgasstromes eines Verbrennungsmotors enthält in Strömungsrichtung des Abgases hintereinander folgende Komponenten : eine erste Wasserfalle, einen elektrisch beheizbaren   Wabenkörper    und einen   Wabenkörper    mit katalytisch aktiver Beschichtung, die zumindest die Oxidation   fördert.    Dabei   können    der elektrisch beheizbare   Wabenkörper    und der   Wabenkörper    mit katalytisch aktiver Beschichtung auch ganz oder teilweise eine Baueinheit bilden.



  Wie weiter unten noch   ausführlich    erläutert wird, kann eine solche Anordnung je nach ihrer Dimensionierung in zwei verschiedenen Funktionen eingesetzt werden. Bei einer relativ kleinen Dimensionierung des elektrisch beheizbaren Wabenkörpers und des Wabenkörpers mit katalytisch aktiver Beschichtung kann diese Anordnung hinter ein übliches Abgasreinigungssystem, beispielsweise einen Dreiwegekatalysator geschaltet werden. In diesem Falle dient die Anordnung   hauptsächlich    zur Oxidation von Kohlenmonoxid und Kohlenwasserstoffen während der Kaltstartphase,   während    das vorgeschaltete Abgasreinigungssystem die Abgasreinigung im Lastbetrieb übernimmt und die nachgeschaltete Anordnung höchstens noch geringe   Schadstoffreste    umsetzt.



  Die Wasserfalle   hält    die beiden nachgeschalteten Komponenten trocken, so dass eine katalytische Reaktion schon bei Temperaturen von 70-80 C möglich ist. Da in der Kaltstartphase nur ein geringer Abgasstrom im Abgassystem   strömt,    kann der elektrisch beheizbare   Wabenkörper    eine solche Temperatur  viel schneller und/oder mit geringerer elektrischer Energie erreichen als in herkömmlichen Systemen ohne Wasserfalle, in denen er auf mindestens   250 C    gebracht werden   muss.    Typischerweise ist der elektrisch beheizbare   Wabenkörper    zumindest mit einer Oxidationsbeschichtung versehen, so dass er sofort bei Erreichen der   für    die katalytische Reaktion notwendigen Temperatur beginnt,

   exotherme Oxidationsreaktionen zu katalysieren, welche dann die Abgastemperatur schlagartig weiter anheben und einen dahinterliegenden   Wabenkörper    mit ebenfalls zumindest oxidierend wirkender katalytisch aktiver Beschichtung ebenfalls auf Reaktionstemperatur bringen. Eine fast   vollständi-    ge Reinigung des Abgases von Kohlenmonoxid und Kohlenwasserstoffen beginnt daher schon nach wenigen Sekunden. Die Wasserfalle muss so dimensioniert sein, dass sie aus dem Verbrennungsmotor kommenden Wasserdampf solange speichern kann, bis die katalytische Reaktion im elektrisch beheizbaren   Wabenkörper    und/oder dem nachgeschalteten   Wabenkörper    mit katalytisch aktiver Beschichtung begonnen hat.

   Danach kann sich die Wasserfalle mit dem Abgasstrom aufwärmen und das gespeicherte Wasser wieder abgeben, ohne dass dies die Abgasreinigung   beeinträchtigt.    Im weiteren Verlauf des Betriebs des Verbrennungsmotors erreicht dann auch das eigentliche Katalysatorsystem seine Betriebstemperatur und übernimmt dann im wesentlichen die Abgasreinigung. Das nachgeschaltete System wird dadurch nicht   überhitzt,    sondern kühlt unter Umständen sogar wieder etwas ab.



  Vorteilhaft kann es sein, Wasserfalle und elektrisch beheizbaren   Wabenkörper    relativ weit vom Motor entfernt im Kraftfahrzeug anzuordnen, um die Temperaturbelastung und Alterung dieses Systems beim Lastbetrieb gering zu halten.



  Es sei darauf hingewiesen,   dass    der elektrisch beheizbare   Wabenkörper    und der   Wabenkörper    mit katalytisch aktiver Beschichtung eine einzige Baueinheit bilden   können,    im Extremfall also nur ein beheizbarer   Wabenkörper    mit    genügend grosser Oberfläche mit katalytisch aktiver Beschichtung vorhanden    sein   muss.    Besonders bevorzugt ist allerdings eine Ausführungsform, bei der ein sehr kurzer elektrisch beheizbarer   Wabenkörper    direkt einem   Wabenkör-    per vorgeschaltet ist und sich an diesem   abstützt,    wie es beispielsweise in der WO 96/10127 beschrieben ist.



  Um den   Wabenkörper    mit katalytisch aktiver Beschichtung und/oder den elektrisch beheizbaren   Wabenkörper    auch bei Stillstand des Kraftfahrzeuges trocken zu halten kann im einfachsten Fall eine Rückschlagklappe im Abgassystem vorgesehen werden, welche vom Abgas geöffnet wird und im wesentlichen dichtend schliesst, wenn kein Abgas strömt.



     Zusätzlich    oder alternativ kann auch eine zweite Wasserfalle am Ende des Abgasstranges vorgesehen werden, welche bei Stillstand eventuell in das System eindringende Luftfeuchtigkeit   über    lange Zeiträume aufnehmen kann, ohne dass die davor liegenden   Wabenkörper    feucht werden.



  Wird die   erfindungsgemässe    Anordnung in Verbindung mit einem üblichen Dreiwegekatalysator benutzt, so braucht dieser nicht mehr motornah angeordnet zu sein, sondern kann 30 cm oder mehr vom Auslass des Verbrennungsmotors entfernt sein. Da ein Verbrennungsmotor   während    der Kaltstartphase im allgemeinen mit einem fetten Gemisch betrieben wird, d. h.

   mit einem überstöchiometrischen   Verhältnis    von Kraftstoff zu Luft, muss hinter dem Verbrennungsmotor irgendwo   Sekundärluft    eingespeist werden, um die katalytische Umsetzung des überschüssigen Kraftstoffs zu   ermöglichen.    Da diese   Sekundärluft    das aus dem Verbrennungsmotor strömende Abgas ab  kühlt,    wurde die Einspeisung oft zwischen einem Vorkatalysator und einem Hauptkatalysator   vorgenommen,    damit der Vorkatalysator sich schneller aufheizen konnte.

   Dies spielt bei der vorliegenden Erfindung keine Rolle, so   dass    der Einlass   für      Sekundärluft    irgendwo zwischen Verbrennungsmotor und  der ersten Komponente des Abgasreinigungssystems erfolgen kann.   Für    ganz besonders hohe Anforderungen an die Abgasreinigung während der Kaltstartphase kann irgendwo vor dem elektrisch beheizbaren   Wabenkörper    noch ein Kohlenwasserstoffadsorber vorgesehen werden, welcher zunächst die Kohlenwasserstoffe im Abgas adsorbiert, bis der elektrisch beheizbare   Wabenkörper    eine   für    die katalytische Reaktion genügend hohe Temperatur hat.

   Bei dem   erfindungsgemässen    Abgasreinigungssystem wird ein Kohlenwasserstoffadsorber bevorzugt zwischen der ersten Wasserfalle und dem elektrisch beheizbaren   Wabenkörper    angeordnet. Solche Kohlenwasserstoffadsorber sind im allgemeinen mit speziellem Zeolith beschichtete   Wabenkörper,    wie sie im zitierten Stand der Technik beschrieben sind.



  Wasserfallen, Kohlenwasserstoffadsorber, aber auch generell katalytisch aktive Beschichtungen   können    durch sehr hohe Temperaturen   geschädigt    werden, einen Vorgang, den man auch Alterung nennt. Da es für die Funktions  fähigkeit    der   erfindungsgemässen    Anordnung nicht auf die Temperatur des anströmenden Abgases ankommt, kann die ganze Anordnung relativ weit entfernt vom Verbrennungsmotor in einem Kraftfahrzeug angeordnet werden, wodurch das Risiko einer Alterung der Komponenten verringert wird. Falls eine solche Anordnung nicht   möglich    ist,   können    auch vor der ersten Wasserfalle oder gegebenenfalls einem davor angeordneten Kohlenwasserstoffadsorber Mittel zur Abfuhr von   Wärme    vorgesehen werden.

   Im einfachsten Fall   können    dies als Wärmetauscher konstruierte Abgasleitungen sein.



     Möglich    ist aber auch eine Zwangskühlung, die wiederum geregelt oder ungeregelt erfolgen kann. Dies bietet sich besonders an, wenn der   erfin-    dungsgemässen Anordnung ein üblicher Dreiwegekatalysator vorgeschaltet ist, der im Lastbetrieb durch exotherme Reaktionen die Temperatur des Abgases noch steigert. In diesem Falle ist es vorteilhaft, die Abgastemperaturen vor Erreichen der   übrigen    Komponenten des Systems wieder zu senken.  



  Die   erfindungsgemässe    Anordnung kann auch so dimensioniert werden, dass sie allein ohne vorgeschalteten Dreiwegekatalysator die gesamte Abgasreinigung ab der Kaltstartphase übernehmen kann. In diesem Falle muss   natürlich    der   Wabenkörper    mit katalytisch aktiver Beschichtung hinter dem elektrisch beheizbaren   Wabenkörper    ein genügend grosses Volumen haben, um im Lastbetrieb die gesamte Umsetzung zu   gewährleisten.    In diesem Falle muss er eine Dreiwegebeschichtung aufweisen. Der elektrisch beheizbare Waben  körper    sollte zumindest eine die Oxidation   fördernde    katalytisch aktive Beschichtung aufweisen.

   Eine bevorzugte Anordnung   für    dieses Einsatzgebiet   enthält    daher in Strömungsrichtung hintereinander eine Wasserfalle, einen elektrisch beheizbaren Katalysator, einen   Wabenkörper    mit katalytisch aktiver Dreiwegebeschichtung und gegebenenfalls eine zweite Wasserfalle und/oder   Rückschlagklappe.    Ausserdem kann das System bei Bedarf noch einen Koh  lenwasserstoffadsorber    enthalten.



  Es sei darauf hingewiesen, dass die Komponenten elektrisch beheizbarer   Wabenkörper    und   Wabenkörper    mit katalytisch aktiver Beschichtung in verschiedenen Formen verwendet werden können. So kann ein elektrisch beheizbarer   Wabenkörper    an einem nachgeordneten   Wabenkörper      abgestützt    oder sogar in einen solchen grösseren   Wabenkörper    integriert sein. Auch kann der   Wabenkörper    mit katalytisch aktiver Beschichtung mehrere einzelne Teilkörper umfassen.



  Nach dem   erfindungsgemäBen    Verfahren wird der elektrisch beheizbare   Wabenkörper    spätestens ab dem Start des Verbrennungsmotors beheizt. Bei Systemen ohne Kohlenwasserstoffadsorber könnte eine Beheizung schon 1 bis 5 Sekunden vor dem Start des Verbrennungsmotors beginnen, um eine voll  ständige    Abgasreinigung bereits von Anfang an zu   gewährleisten.    Schaltungen, die die Beheizung rechtzeitig auslösen, z. B. beim   Öffnen    der Tür, beim Hinsetzen des Fahrers auf den Fahrersitz oder beim Einstecken des   Zündschlüssels, sind bekannt.

   Da die   für    den Beginn der katalytischen Reaktion notwendige Temperatur bei trockenen Wabenkörpern sehr niedrig ist, beispielsweise   70-80 C,    ist nur eine geringe Heizzeit und/oder eine geringere elektrische Leistung zur Beheizung erforderlich. Es besteht daher eine grosse Freiheit in der Dimensionierung des elektrisch beheizbaren   Wabenkörpers.   



  Die   erfindungsgemässe    Anordnung erlaubt in besonders problemloser Weise die   für    ein günstiges Verhalten des Verbrennungsmotors erforderliche Betriebsweise beim Kaltstart. Der Verbrennungsmotor kann zunächst mit einem fetten   Kraftstoff-Luftgemisch    betrieben werden, wobei am Einlass für Luft   Sekundärluft    zugegeben wird, bis der Verbrennungsmotor mit einem   stöchio-    metrischen   Verhältnis    von Kraftstoff und Luft oder sogar mit einem mageren   Kraftstoff-Luftgemisch    betrieben werden kann.

   Es sei darauf hingewiesen, dass die   erfindungsgemässe    Anordnung sich auch als Zusatzkomponente   für    die Abgasreinigung während der Kaltstartphase bei Abgasanlagen von Magermotoren eignet. Die Umschaltung von fettem Betrieb auf stöchiometrisches oder unterstöchiometrisches Gemisch erfolgt bevorzugt in   Abhängigkeit    von der gemessenen oder berechneten Temperatur des   für    den Lastbetrieb ausgelegten Dreiwegekatalysators,   nämlich    wenn dieser die notwendige Temperatur   für    die katalytische Umsetzung erreicht hat.



  Bei der Verwendung von Wasserfallen im Abgassystem sind Konstellationen und Betriebsweisen   möglich,    bei denen eine Wasserfalle bis zur Grenze ihrer   Aufnahmefähigkeit    mit Wasser   gesättigt      würde    und ihre Funktion verlieren   könnte,    wenn keine   Zusatzmassnahme    vorgesehen wird.   Für    solche Fälle kann eine Wasserfalle mit einer elektrischen Beheizung ausgestattet werden, die während des Betriebs des Verbrennungsmotors und/oder nach dessen Abschalten zur Trocknung der Wasserfalle eingeschaltet wird.  



  Es sei darauf hingewiesen, dass für schwefelhaltige Kraftstoffe, wie sie derzeit noch Verwendung finden, zur Vermeidung von   Schädigungen    oder Vergiftungen der Komponenten des Abgasreinigungssystems noch eine Schwefel-Falle vorgesehen werden kann, d. h. ein   Wabenkörper    mit einer Schwefel absorbierenden Beschichtung. Bevorzugt wird diese vor der am   stärksten    durch Schwefel   gefährdeten    Komponente eingebaut, aber so weit vom Motor entfernt, dass eine thermische   Schädigung    der Schwefel-Falle vermieden wird.



  Ein günstiger Einbauort liegt beispielsweise   unmittelbar    vor der ersten Wasserfalle eines Systems.



  Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert, die zwei   Ausführungsbeispiele    zeigt, ohne dass die Erfindung auf diese Ausführungsbeispiele   beschränkt    ist. Es zeigen : Fig.   1    eine Anordnung zum Reinigen von Abgas mit einem Dreiwe gekatalysator und nachgeschaltetem   erfindungsgemässen    Reini gungssystem   für    die Kaltstartphase und Fig. 2 eine   erfindungsgemässe    Anordnung   für    die Kaltstartphase und den Lastbetrieb.



  Fig.   1    zeigt in schematischer Form den Aufbau eines ersten   Ausführungs-    beispiels einer   erfindungsgemässen    Anordnung zum Reinigen eines Abgasstromes. Die von einem Verbrennungsmotor   1    abgegebenen Abgase durchströmen den Abgasstrang 2a, 2b, 2c, 2e, 2f in Strömungsrichtung S. Ein Lufteinlass 3 dient zur Einspeisung von   Sekundärluft,    vorzugsweise während der Kaltstartphase. Es folgt ein Dreiwegekatalysator 4, der im Lastbetrieb die Abgasreinigung bewirkt, indem er Kohlenmonoxid und Kohlenwasserstoffe oxidiert und Stickoxide reduziert. Es folgt ein Teilabschnitt 2b des   Abgasstranges, welcher bevorzugt Mittel 11 zur Abfuhr von   Wärme    Q aufweist, um die Alterung der nachfolgenden Komponenten durch hohe Temperaturen zu vermeiden.

   Darauf folgt eine erste Wasserfalle 5, welche alles im Abgas und der   Sekundärluft    enthaltene Wasser solange speichert, bis die katalytische Reaktion in den nachfolgenden Komponenten eingesetzt hat. Im weiteren Verlauf des Abgasstranges kann noch ein Kohlenwasserstoffadsorber 6 vorhanden sein, wenn die Abgabe von Kohlenwasserstoffen auf einen extrem niedrigen Wert reduziert werden soll. Dann folgt ein elektrisch beheizbarer   Wabenkörper    7 und ein   Wabenkörper    mit einer katalytisch aktiven Beschichtung 8. Auch der elektrisch beheizbare Waben  körper    7 hat vorzugsweise eine katalytisch aktive Beschichtung, welche zumindest die Oxidation   fördert,    insbesondere die von Kohlenmonoxid.

   Auch der   Wabenkörper    8 mit katalytisch aktiver Beschichtung dient bevorzugt der Förderung der Oxidation.



  Diesem nachgeschaltet kann im Abgassystem noch eine zweite Wasserfalle vorhanden sein, welche bei Stillstand des Verbrennungsmotors das Eindringen von Feuchtigkeit durch den Auslass des Abgassystems verhindert. Diesem Zweck kann zusätzlich oder alternativ auch eine Rückschlagklappe 10 dienen.



  Eine oder beide Wasserfallen   können    auch elektrisch beheizbar sein, falls aufgrund der Gesamtkonstellation der Abgasreinigungsanlage die   Möglichkeit    besteht, das eine oder beide Wasserfallen beim Betrieb des Verbrennungsmotors nicht   vollständig    getrocknet werden können. Solche Situationen   können    bei   häufigen    kurzen Kaltstartphasen ohne dazwischenliegende   längere    Lastphasen unter Umständen auftreten.

   Gemäss dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Erfindung wird die   erfindungsgemässe    Anordnung, bestehend aus mindestens einer ersten Wasserfalle 5, einem elektrisch beheizbaren   Wabenkörper    7 und einem   Wabenkörper    8 mit katalytisch aktiver Beschichtung als Zusatzsystem zu einem üblichen Dreiwegekatalysator eingesetzt, um  das Abgas auch in der Kaltstartphase effektiv zu reinigen. Dabei   können    der elektrisch beheizbare   Wabenkörper    7 und der   Wabenkörper    8 mit katalytisch aktiver Beschichtung auch eine Baueinheit bilden und gegebenenfalls zusammen auch nur einen einzigen katalytisch aktiv beschichteten   Wabenkörper    mit elektrischer Beheizung bilden.

   Die   erfindungsgemässe    Anordnung er  möglicht    den Verzicht auf einen Startkatalysator und erlaubt, einen Dreiwegekatalysator genügend weit vom Motor entfernt anzuordnen, dass er keinen extremen thermischen Belastungen mehr ausgesetzt ist. Ausserdem kann die Einspeisung von   Sekundärluft    an beliebiger Stelle vor den Abgasreinigungskomponenten erfolgen.



  Ein weiteres   Ausführungsbeispiel    der Erfindung ist in Fig. 2 dargestellt, wobei hier die   erfindungsgemässe    Anordnung die gesamte Abgasreinigung   übernimmt,    ohne dass sie motornah angeordnet sein   muss.    Es ist sogar vorteilhaft, wenn diese Anordnung so weit vom Motor entfernt ist, dass sie nicht durch extreme Abgastemperaturen belastet wird. Gemäss Fig. 2 strömen die Abgase eines Verbrennungsmotors 1 in Strömungsrichtung S durch den Abgasstrang 12a, 12b, 12c, 12d, 12e. Ein Einlass 3   für      Sekundärluft    liegt irgendwo im ersten Teilabschnitt 12a des Abgasstranges.

   Eine erste Wasserfalle 5 speichert alle im Abgas enthaltenen Wasseranteile bis ein nachfolgender elektrisch beheizbarer   Wabenkörper    17 und ein darauf folgender Waben  körper    mit katalytisch aktiver Beschicht 18 die katalytische Umsetzung gestartet haben. Wiederum   können    am Ende des Abgasstranges eine zweite Wasserfalle 9 und/oder eine Rückschlagklappe 10 zum Trockenhalten des Systems bei Stillstand vorgesehen werden. Auch das   Ausführungsbeispiel    gemäss Fig. 2 kann einen hier nicht dargestellte Kohlenwasserstoffadsorber enthalten.

   Wichtig für das   Ausführungsbeispiel    nach Fig. 2 ist,   dass    der   Wabenkörper    mit katalytisch aktiver Beschichtung 18 genügend gross ist, um auch bei Lastbetrieb die   völlige    katalytische Umsetzung schädlicher Abgasbestandteile zu   ermöglichen.    Es handelt sich also um einen relativ weit  vom Motor entfernt angeordneten Hauptkatalysator, dem ein elektrisch beheizbarer   Wabenkörper,    vorzugsweise mit zumindest die Oxidation   fördern-    der katalytisch aktiver Beschichtung vorgeschaltet ist.

     Natürlich      müssen    auch die üblichen   MeBsysteme      für    die Regelung der Abgasreinigung und die Motorsteuerung vorhanden sein.



  Bei beiden   Ausführungsbeispielen    kann der elektrisch beheizbare   Wabenkör-    per direkt beim Start des Verbrennungsmotors oder sogar schon einige Sekunden vorher eingeschaltet werden. Insbesondere, wenn kein Kohlenwasserstoffadsorber vorgeschaltet ist, kann ein Einschalten 1 bis 5 Sekundenvor dem Start des Verbrennungsmotors eine Abgasreinigung von Anfang an sicherstellen.



  Die vorliegende Erfindung eignet sich besonders   für    Abgasanlagen von Kraftfahrzeugen zur kostengunstigen Abgasreinigung auch bei strengsten gesetzlichen Anforderungen.  



   Bezugszeichenliste 1 Verbrennungsmotor 2a-f Teilabschnitte des Abgasstranges 3   LufteinlaB    4 Dreiwegekatalysator 5 erste Wasserfalle 6 Kohlenwasserstoffadsorber 7 elektrisch beheizbarer   Wabenkörper    8   Wabenkörper    mit katalytisch aktiver Beschichtung 9 zweite Wasserfalle 10   Rückschlagklappe    11 Mittel zur Wärmeabfuhr 12a-e Teilabschnitte des Abgasstranges 17 elektrisch beheizbarer   Wabenkörper    18   Wabenkörper    mit katalytisch aktiver Beschichtung (Dreiwege-Katalysator) Q   Wärme    S Strömungsrichtung des Abgasstromes   

Claims

(57) Zusammenfassung Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung zum Reinigen eines Abgasstromes eines Verbrennungsmotors (1). Die Anordnung enthält in Strömungsrichtung (S) des Abgases hintereinander eine erste Wasserfalle (5), einen elektrisch beheizbaren Wabenkörper (7) und einen Wabenkörper (8) mit katalytisch aktiver Beschichtung, die zumindest die Oxidation fördert, wobei der elektrisch beheizbare Wabenkörper (7) und der Wabenkörper (8) mit katalytisch aktiver Beschichtung auch ganz oder teilweise eine Baueinheit bilden können.

Eine solche Anordnung kann als kleines Zusatzsystem hinter einen Dreiwegekatalysator geschaltet werden, um die Abgasreinigung während der Kaltstartphase sicherzustellen. Es kann auch grösser dimensioniert die gesamte Abgasreinigung übernehmen. Der durch die vorgeschaltete Wasserfalle (5) trockene elektrisch beheizbare Wabenkörper (7) erreicht schnell die für eine katalytische Umsetzung notwendige Temperatur von nur ca. 70 bis 90 C und benötigt dazu weniger elektrische Energie als herkömmliche Systeme. Die Anordnung erlaubt die Reduzierung von Schadstoffen in Abgasen von Kraftfahrzeugen auf extrem niedrige Werte.

LEDIGLICH ZUR INFORMATION Codes zur Identifizierung von PCT-Vertragsstaaten auf den Kopfbögen der Schriften, die internationale Anmeldungen gemäss dem PCT veröffentlichen.

AL Albanien ES Spanien LS Lesotho SI Slowenien AM Armenien FI Finnland LT Litauen SK Slowakei AT Osterreich FR Frankreich LU Luxemburg SN Senegal AU Australien GA Gabun LV Lettland SZ Swasiland AZ Aserbaidschan GB Vereinigtes K6nigreich MC Monaco TD Tschad BA Bosnien-Herzegowina GE Georgien MD Republik Moldau TG Togo BB Barbados GH Ghana MG Madagaskar TJ Tadschikistan BE Belgien GN Guinea MK Die ehemalige jugoslawische TM Turkmenistan BF Burkina Faso GR Griechenland Republik Mazedonien TR Türkei BG Bulgarien HU Ungarn ML Mali TT Trinidad und Tobago BJ Benin IE Irland MN Mongolei UA Ukraine BR Brasilien IL Israel MR

Mauretanien UG Uganda BY Belarus IS Island MW Malawi US Vereinigte Staaten von CA Kanada IT Italien MX Mexiko Amerika CF Zentralafrikanische Republik JP Japan NE Niger UZ Usbekistan CG Kongo KE Kenia NL Niederlande VN Vietnam CH Schweiz KG Kirgisistan NO Norwegen YU Jugoslawien CI Cdte d'lvoire KP Demokratische Volksrepublik NZ Neuseeland ZW Zimbabwe CM Kamerun Korea PL Polen CN China KR Republik Korea PT Portugal CU Kuba KZ Kasachstan RO Rumänien CZ Tschechische Republik LC St. Lucia RU Russische F6deration DE Deutschland LI Liechtenstein SD Sudan DK Danemark LK Sri Lanka SE Schweden EE Estland LR Liberia SG Singapur