WO2023030726A1 - Aufheizvorrichtung für einen katalysator eines kraftfahrzeugs und kraftfahrzeug mit einer derartigen aufheizvorrichtung - Google Patents

Aufheizvorrichtung für einen katalysator eines kraftfahrzeugs und kraftfahrzeug mit einer derartigen aufheizvorrichtung Download PDF

Info

Publication number
WO2023030726A1
WO2023030726A1 PCT/EP2022/068931 EP2022068931W WO2023030726A1 WO 2023030726 A1 WO2023030726 A1 WO 2023030726A1 EP 2022068931 W EP2022068931 W EP 2022068931W WO 2023030726 A1 WO2023030726 A1 WO 2023030726A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
fluid
channel
catalytic converter
heating device
inflow
Prior art date
Application number
PCT/EP2022/068931
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Ronald Buhr
Original Assignee
Psa Automobiles Sa
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Psa Automobiles Sa filed Critical Psa Automobiles Sa
Publication of WO2023030726A1 publication Critical patent/WO2023030726A1/de

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F01N3/2006—Periodically heating or cooling catalytic reactors, e.g. at cold starting or overheating
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00—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
    • F01N13/08—Other arrangements or adaptations of exhaust conduits
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/28—Construction of catalytic reactors
    • F01N3/2892—Exhaust flow directors or the like, e.g. upstream of catalytic device
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2240/00—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
    • F01N2240/04—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 an electric, e.g. electrostatic, device other than a heater
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2240/00—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
    • 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2240/00—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
    • F01N2240/36—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 an exhaust flap
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2270/00—Mixing air with exhaust gases
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2340/00—Dimensional characteristics of the exhaust system, e.g. length, diameter or volume of the apparatus; Spatial arrangements of exhaust apparatuses
    • F01N2340/06—Dimensional characteristics of the exhaust system, e.g. length, diameter or volume of the apparatus; Spatial arrangements of exhaust apparatuses characterised by the arrangement of the exhaust apparatus relative to the turbine of a turbocharger
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2560/00—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics
    • F01N2560/06—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics the means being a temperature sensor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2900/00—Details of electrical control or of the monitoring of the exhaust gas treating apparatus
    • F01N2900/06—Parameters used for exhaust control or diagnosing
    • F01N2900/14—Parameters used for exhaust control or diagnosing said parameters being related to the exhaust gas
    • F01N2900/1404—Exhaust gas temperature
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2900/00—Details of electrical control or of the monitoring of the exhaust gas treating apparatus
    • F01N2900/06—Parameters used for exhaust control or diagnosing
    • F01N2900/18—Parameters used for exhaust control or diagnosing said parameters being related to the system for adding a substance into the exhaust
    • F01N2900/1804—Properties of secondary air added directly to the exhaust
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/30—Arrangements for supply of additional air
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N5/00—Exhaust or silencing apparatus combined or associated with devices profiting by exhaust energy
    • F01N5/04—Exhaust or silencing apparatus combined or associated with devices profiting by exhaust energy the devices using kinetic energy

Definitions

  • the invention relates to a heating device for a catalytic converter, in particular one that can be heated electrically, of a motor vehicle and a motor vehicle with such a heating device.
  • the known catalytic converters achieve their highest efficiency when the exhaust gas supplied to the catalytic converter has or exceeds a specific temperature.
  • the temperature of the exhaust gas leaving the internal combustion engine can be sufficient for this purpose.
  • a heating unit is provided in known motor vehicles between the internal combustion engine and the catalytic converter, by which the temperature of the exhaust gas of the internal combustion engine can be increased.
  • These heating units include heating elements, which include, for example, an electrically heatable metal strip, which are arranged in the fluid channel
  • the heating element can overheat if sufficient heat is not transferred to the exhaust gas. Due to the geometry of the inlet device and/or the geometry of the exhaust gas system, the introduced air flow can be distributed unevenly over the cross section of the heating device. This uneven flow can lead to local overheating of the heating element.
  • the object of an exemplary embodiment of the invention is to propose a heating device for a catalytic converter of a motor vehicle and a motor vehicle with such a heating device, through which a sufficiently high transfer of heat from the heating unit to the fluid can be guaranteed.
  • a heating device for a catalytic converter in particular one that can be heated electrically, of a motor vehicle, having at least one fluid channel which is arranged between a fluid outlet of an internal combustion engine and a catalytic converter and in which a fluid can flow along a main flow direction in the direction of the catalytic converter and can be fed to the catalytic converter is, with a heating unit, which comprises at least one planar heating element, by means of which the fluid can be heated, which is arranged on an inner wall of the fluid channel and which completely or at least partially surrounds a channel section of the fluid channel at least partially on the circumference, and with at least one fluid guiding unit, which comprises at least one fluid guiding element, through which the direction of flow of at least part of the fluid flowing in the fluid channel can be changed.
  • the heating device includes a fluid guide unit that includes at least one fluid guide element that can be used to change the flow direction of at least part of the fluid flowing in the fluid channel, any turbulence or starting effects that occur in a fluid flow that occurs from the internal combustion engine in the direction of the catalytic converter can be changed. This makes it possible to conduct a sufficiently large amount of fluid past the heating element of the heating unit. As a result, the risk of the heating element of the heating unit overheating is reduced and a sufficiently high temperature of the fluid for operating the catalytic converter can be guaranteed.
  • a targeted turbulence for example a twist or rotation of the flow, can be generated in this way, as a result of which an improved uniform distribution of the flow on the heating element can be achieved.
  • the fluid can be fresh air that is pumped into the area between Combustion engines and heating element is introduced, or act exhaust gas that is produced during the combustion process in the internal combustion engine.
  • the heating element may comprise an electrical heating element.
  • the at least one fluid guide element of the fluid guide unit is designed in such a way that at least part of the fluid whose flow direction has been changed by the fluid guide element can be rectified, in particular parallel to the main flow direction, or can be set in rotation with respect to the main flow direction.
  • the at least one fluid element of the fluid guide unit can rectify at least part of the fluid whose flow direction has been changed by the fluid guide element, the flowing fluid can be rectified parallel to the main flow direction, for example. As a result, turbulence and detachment effects on the wall of the channel section of the fluid channel on which the heating element is arranged can be reduced.
  • the at least one fluid guide element of the fluid guide unit can cause at least part of the fluid whose flow direction has been changed by the fluid guide element to rotate with respect to the main flow direction, a swirl can be generated which achieves a uniform flow through the heating element and thus the heat absorption of the fluid in the area of the heating element increases.
  • one embodiment of the heating device provides that the at least one fluid guide element of the fluid guide unit is designed in such a way that at least part of the fluid whose flow direction has been changed by the fluid guide element can be deflected or is deflected in the direction of the heating element of the heating unit.
  • the fluid can be deflected directly in the direction of the heating element of the heating unit and an improved flow distribution can be achieved on the surface of the heating element.
  • the deflection takes place with respect to the main flow direction transversely or obliquely to the same.
  • the heating device is arranged between the internal combustion engine and the catalytic converter.
  • further components can be arranged in the fluid channel between the internal combustion engine and the catalytic converter.
  • a turbocharger which opens into the fluid channel, is arranged between the internal combustion engine and the catalytic converter, upstream of the heating unit.
  • the internal combustion engine may include a naturally aspirated engine or a turbocharged engine.
  • an exemplary embodiment of the heating device comprises at least one inflow unit, which has at least one inflow opening arranged on the fluid channel between the internal combustion engine and the catalytic converter, in particular between the turbocharger and the catalytic converter, which comprises at least one inflow channel and the at least one pressure build-up means, through which an inflow fluid or a secondary flow of the fluid leaving the internal combustion engine can be fed through the inflow channel via the inflow opening into the fluid channel.
  • the fluid guide unit can be arranged in or on the fluid channel, provided that it fulfills the technical function of changing at least part of the fluid flowing in the fluid channel with regard to its direction of flow.
  • the fluid guide unit is arranged on the fluid channel.
  • the fluid guide unit has at least one inflow unit, which has at least one inflow opening arranged on the fluid duct between the internal combustion engine and the catalytic converter, in particular between the turbocharger and the catalytic converter, which comprises at least one inflow duct and the at least one pressure build-up means, through which a Inflow fluid or a side stream of the fluid leaving the internal combustion engine can be fed through the inflow channel via the inflow opening into the fluid channel.
  • the flow direction of the fluid flowing in the fluid channel can be changed in terms of direction by supplying the inflow fluid or a secondary flow of the fluid leaving the internal combustion engine through the inflow channel via the inflow opening into the fluid channel.
  • the inflow fluid or the secondary flow of the fluid leaving the internal combustion engine can be subjected to pressure and, as a result, can be subjected to a flow velocity that is changed with respect to the fluid in the fluid channel.
  • the inflow fluid can include ambient air, for example.
  • the secondary flow of the fluid leaving the internal combustion engine can take place, for example, before or after the turbocharger and can be sucked in by the pressure build-up means, compressed and fed into the fluid channel via the inflow channel.
  • the inflow opening can be arranged at any point of the fluid channel. If the inflow opening is located, for example, downstream of the heating unit, the fluid flowing upstream of the heating unit can be changed with respect to the direction of flow due to the changing pressure conditions.
  • the inflow opening is arranged upstream in the fluid channel with respect to the heating unit.
  • the heating device can be operated with all of its components permanently or with all or only some of the components at times, for example for a period of time, in particular 30 seconds, before or immediately after the internal combustion engine is started.
  • the inflow unit comprises a closure element that can be transferred from a release position, in which the inflow channel and/or the inflow opening is released for inflow fluid to flow into the fluid channel, to a closed position, in which the Inflow channel and / or the inflow opening is closed.
  • At least one control unit is provided, to which at least one sensor means arranged upstream with respect to the heating unit is functionally assigned of the fluid below a specific operating temperature of the catalytic converter by the sensor means, the heating unit, the closure element and/or the pressure build-up means for operation or for transferring to the release position, and when detecting a temperature of the fluid at or above a specific operating temperature of the catalytic converter by the Sensor means deactivates the heating unit and/or the pressure build-up means or activates them for transfer into the closed position.
  • the fluid guide element of the fluid guide unit can be arranged in or on the fluid channel. It has proven to be advantageous if at least one of the at least one fluid guide element of the fluid guide unit is formed by a section of the fluid channel, the inflow channel and/or the inflow opening which has a diffuser and/or nozzle-like cross section.
  • At least one of the at least one fluid guide element comprises a section of the fluid channel, the inflow channel and/or the inflow opening which is designed in the manner of a diffuser and/or nozzle
  • the heating device can be designed with fewer components.
  • At least one fluid guiding element of the at least one fluid guiding element of the fluid guiding unit comprises a deflector and/or a baffle plate.
  • At least one of the at least one fluid guiding element comprises a reflector and/or a baffle plate, a fluid flow flowing in the fluid channel can be deflected in a simple manner with respect to the flow direction.
  • At least one fluid guiding element of the at least one fluid guiding element of the fluid guiding unit comprises a grid or perforated plate.
  • At least one fluid guide element of the at least one fluid guide element comprises a rod-shaped or ring-shaped distributor body which is in fluid communication with the inflow channel, which is arranged in the fluid channel transversely to the main flow direction with regard to its longest extent and which has a plurality of has openings which are extended in the direction of the heating element and through which the inflow fluid can be discharged.
  • the fluid of the inflow channel in particular the inflow fluid or the fluid from the secondary flow, can flow to the fluid channel in the manner of a shower head be supplied.
  • At least one of the large number of openings in the rod-shaped or ring-shaped distributor body has a diffuser-like or nozzle-like cross-section.
  • the fluid emerging from the distributor body can be introduced into the fluid channel with an increased or reduced dynamic pressure component.
  • a free-jet supply of the fluid from the distributor body into the fluid channel is made possible.
  • a motor vehicle with an internal combustion engine, with a catalytic converter and with a heating device that has at least one fluid channel that is arranged between a fluid outlet of the internal combustion engine and the catalytic converter and in which a fluid can flow along a main flow direction in the direction of the catalytic converter and the Catalyst can be supplied, which has a heating unit, which comprises at least one flat heating element, by which the fluid can be heated, which is arranged on an inner wall of the fluid channel and which surrounds the channel section at least in some areas on the circumference in its entirety or at least in sections, and the at least one Having fluid guiding unit, which comprises at least one fluid guiding element, through which the direction of flow of at least a part of the fluid flowing in the fluid channel can be changed.
  • FIG. 1 A perspective, partially transparent front view of an exemplary embodiment of the heating device.
  • FIG. 1 shows a heating device, provided overall with the reference number 2, for an electrically heatable catalytic converter 4 of a motor vehicle (not explicitly shown in the figures).
  • the heating device 2 comprises a fluid duct 6 which is arranged below the catalytic converter 4 between a fluid outlet 8 of an internal combustion engine 10 (only indicated in the figures).
  • fluid is along a main flow Flow direction 12 in the direction of the catalyst 4 and the catalyst 4 can be fed.
  • the heating device 2 comprises a heating unit 14 which, in the exemplary embodiment shown in the figure, comprises a planar heating element 16, by means of which the fluid which is arranged on an inner wall of the fluid channel 6 and which completely surrounds a channel section 18 of the fluid channel 6 on the peripheral side can be heated .
  • the heating device 2 includes a fluid guide unit 20, which includes at least one fluid guide element 22, through which the direction of flow of at least part of the fluid flowing in the fluid channel 6 can be changed.
  • the fluid unit 20 is formed by an inflow unit 24 which is arranged on the fluid channel 6 upstream of the heating unit 14 between the internal combustion engine 10 and the catalytic converter 4 .
  • the inflow unit 24 comprises an inflow opening 26, an inflow channel 28 and a pressure build-up means 30.
  • An inflow fluid can be pressurized by the pressure build-up means 30 and can be fed to the fluid channel 6 via the inflow channel 28 via the inflow opening 26.
  • a fluid guide element 22 is arranged in the inflow opening 26 .
  • At least part of the fluid flowing in the fluid channel 6 can be deflected with respect to its main flow direction 12 by the fluid guide element 22 of the fluid guide unit 20 . This can be done by straightening the fluid with respect to the main flow direction 12 or by causing the fluid to rotate.
  • the fluid guide element 22 of the fluid guide unit 20 can deflect at least part of the fluid whose flow direction has been changed by the fluid guide element 22 in the direction of the heating element 16 of the heating unit 14 . As a result, an increased amount of heat can be absorbed by the fluid through the heating element 16 of the heating unit 14 .

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Aufheizvorrichtung (2) für einen, insbesondere elektrisch beheizbaren, Katalysator (4) eines Kraftfahrzeugs, mit mindestens einem Fluidkanal (6), der zwischen einem Fluidauslass (8) einer Brennkraftmaschine (10) und einem Katalysator (4) angeordnet ist und in dem ein Fluid entlang einer Hauptströmungsrichtung (12) in Richtung Katalysator (4) strömbar und dem Katalysator (4) zuführbar ist, mit einer Heizeinheit (14), die mindestens ein flächenhaftes Heizelement (16) umfasst, durch das das Fluid erwärmbar ist, das an einer Innenwand des Fluidkanals (6) angeordnet ist und das einen Kanalabschnitt (18) des Fluidkanals (6) zumindest bereichsweise umfangsseitig in Gänze oder zumindest abschnittsweise umgibt, und mit mindestens einer Fluidleiteinheit (20), die mindestens ein Fluidleitelement (22) umfasst, durch das die Strömungsrichtung zumindest eines Teils des im Fluidkanal (6) strömenden Fluids veränderbar ist.

Description

AUFHEIZVORRICHTUNG FÜR EINEN KATALYSATOR EINES KRAFTFAHRZEUGS
UND KRAFTFAHRZEUG MIT EINER DERARTIGEN AUFHEIZVORRICHTUNG
Die Erfindung betrifft eine Aufheizvorrichtung für einen, insbesondere elektrisch beheizbaren, Katalysator eines Kraftfahrzeugs sowie Kraftfahrzeug mit einer derartigen Aufheizvorrichtung.
Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, bei brennkraftbetriebenen Kraftfahrzeugen in einem einer Brennkraftmaschine nachgeordneten Katalysator das Abgas der Brennkraftmaschine nachzubehandeln. Durch das Verwenden eines Katalysators können Schadstoffemissionen im Abgas reduziert werden.
Bei den bekannten Katalysatoren erzielen diese ihren höchsten Wirkungsgrad, wenn das dem Katalysator zugeführte Abgas eine bestimmte Temperatur besitzt oder überschreitet. Bei Betrieb des Kraftfahrzeugs, insbesondere, wenn die Brennkraftmaschine warmgelaufen ist, kann hierzu die Temperatur des Abgases, das die Brennkraftmaschine verlässt, ausreichen.
Um insbesondere bei Motorstart die Abgasnachbehandlung so effektiv als möglich zu gestalten, ist bei bekannten Kraftfahrzeugen zwischen Brennkraftmaschine und Katalysator eine Heizeinheit vorgesehen, durch die das Abgas der Brennkraftmaschine bezüglich ihrer Temperatur steigerbar ist. Diese Heizeinheiten umfassen Heizelemente, die beispielsweise einen elektrisch beheizbaren Metallstreifen umfassen, die im Fluidkanal angeordnet sind
Insbesondere beim Vorheizen des Katalysators oder direkt beim Anfahren des Kraftfahrzeugs, also bei beginnender Inbetriebnahme der Brennkraftmaschine und des Katalysators, kann es nie ganz vermieden werden, dass aufgrund des Anfahreffektes Verwirbelungen des Abgases der Brennkraftmaschine auf dem Weg zum Katalysator entstehen und hierdurch nicht ausreichend Fluid am Heizelement vorbeigeführt wird, um dessen Wärme aufzunehmen. Solchenfalls kann das Fluid eine Durchschnittstemperatur aufweisen, die unter einer gewünschten Temperatur angeordnet ist, mit der der Katalysator so effektiv als möglich betreibbar ist. Ferner kann das Heizelement überhitzen, wenn nicht ausreichend Wärme an das Abgas übertragen wird. Der eingeleitete Luftstrom kann aufgrund der Geometrie der Einleitvorrichtung und/ oder der Geometrie des Abgassystems ungleichmäßig über den Querschnitt der Aufheizvorrichtung verteilt geleitet werden. Durch diese ungleichmäßige Anströmung kann es lokal zu Überhitzungen des Heizelements kommen.
Aufgabe eines Ausführungsbeispiels der Erfindung ist, eine Aufheizvorrichtung für einen Katalysator eines Kraftfahrzeugs sowie ein Kraftfahrzeug mit einer derartigen Aufheizvorrichtung vorzuschlagen, durch die eine ausreichend hohe Übertragung von Wärme der Heizeinheit auf das Fluid gewährleistbar ist.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Aufheizvorrichtung für einen, insbesondere elektrisch beheizbaren, Katalysator eines Kraftfahrzeugs, mit mindestens einem Fluidkanal, der zwischen einem Fluidauslass einer Brennkraftmaschine und einem Katalysator angeordnet ist und in dem ein Fluid entlang einer Hauptströmungsrichtung in Richtung Katalysator strömbar und dem Katalysator zuführbar ist, mit einer Heizeinheit, die mindestens ein flächenhaftes Heizelement umfasst, durch das das Fluid erwärmbar ist, das an einer Innenwand des Fluidkanals angeordnet ist und das einen Kanalabschnitt des Fluidkanals zumindest bereichsweise umfangsseitig in Gänze oder zumindest abschnittsweise umgibt, und mit mindestens einer Fluidleiteinheit, die mindestens ein Fluidleitelement umfasst, durch das die Strömungsrichtung zumindest eines Teils des im Fluidkanal strömenden Fluids veränderbar ist.
Dadurch, dass die Aufheizvorrichtung eine Fluidleiteinheit umfasst, die mindestens ein Fluidleitelement umfasst, durch das die Strömungsrichtung zumindest eines Teils des im Fluidkanal strömenden Fluids veränderbar ist, können auftretende Verwirbelungen oder Anfahreffekte einer sich einstellenden Fluidströmung von Brennkraftmaschine in Richtung Katalysator verändert werden. Dadurch ist es ermöglicht, eine ausreichend hohe Menge von Fluid am Heizelement der Heizeinheit vorbeizuführen. Hierdurch bedingt ist die Gefahr eines Überhitzens des Heizelements der Heizeinheit reduziert und eine ausreichend hohe Temperatur des Fluids zum Betreiben des Katalysators gewährleistbar.
Insbesondere kann hierdurch eine gezielte Verwirbelung, beispielsweise ein Drall oder Rotation der Strömung, erzeugen werden, wodurch eine verbesserte Gleichverteilung der Strömung am Heizelement erreichbar ist.
Bei dem Fluid kann es sich um Frischluft, die über eine Pumpe, in den Bereich zwischen Verbrennungsmaschinen und Heizelement eingebracht wird, oder um Abgas handeln, das beim Verbrennungsvorgang in der Brennkraftmaschine entsteht.
Das Heizelement kann ein elektrisches Heizelement umfassen.
Um ein ausreichendes Umströmen des gesamten Heizelements der Heizeinheit zu gewährleisten, erweist es sich als vorteilhaft, wenn das mindestens eine Fluidleitelement der Fluidleiteinheit derart ausgebildet ist, dass zumindest ein Teil des durch das Fluidleitelement bezüglich seiner Strömungsrichtung veränderten Fluids gleichrichtbar, insbesondere parallel zur Hauptströmungsrichtung, oder bezüglich der Hauptströmungsrichtung in Rotation versetzbar ist.
Wenn durch das mindestens eine Fluidelement der Fluidleiteinheit zumindest ein Teil des durch das Fluidleitelement bezüglich seiner Strömungsrichtung veränderten Fluids gleichrichtbar ist, kann beispielsweise eine zur Hauptströmungsrichtung parallele Gleichrichtung des fließenden Fluids hergestellt werden. Hierdurch sind Verwirbelungen und Ablöseeffekte an der Wand des Kanalabschnitts des Fluidkanals, an der das Heizelement angeordnet ist, reduzierbar.
Wenn durch das mindestens eine Fluidleitelement der Fluidleiteinheit zumindest ein Teil des durch das Fluidleitelements bezüglich seiner Strömungsrichtung veränderten Fluids, bezüglich der Hauptströmungsrichtung in Rotation versetzbar ist, kann ein Drall erzeugt werden, der eine gleichmäßige Durchströmung des Heizelements erzielt und damit die Wärmeaufnahme des Fluids im Bereich des Heizelements erhöht.
Darüber hinaus ist bei einer Ausführungsform der Aufheizvorrichtung vorgesehen, dass das mindestens eine Fluidleitelement der Fluidleiteinheit derart ausgebildet ist, dass zumindest ein Teil des durch das Fluidleitelement bezüglich seiner Strömungsrichtung veränderten Fluids in Richtung auf das Heizelement der Heizeinheit umlenkbar oder umgelenkt ist.
Hierdurch kann das Fluid unmittelbar in Richtung Heizelement der Heizeinheit umgelenkt und eine verbesserte Strömungsverteilung an der Oberfläche des Heizelements erzielt werden. Die Umlenkung erfolgt bezüglich der Hauptströmungsrichtung quer oder schräg zu Derselben.
Die Aufheizvorrichtung ist zwischen Brennkraftmaschine und Katalysator angeordnet. Hierbei können zwischen Brennkraftmaschine und Katalysator weitere Komponenten im Fluidkanal angeordnet sein. Bei einer Ausführungsform der Aufheizvorrichtung ist zwischen Brennkraftmaschine und Katalysator stromaufwärts der Heizeinheit ein Turbolader angeordnet, der in den Fluidkanal mündet.
Die Brennkraftmaschine kann einen Saugmotor oder einen Turbomotor umfassen.
Darüber hinaus umfasst ein Ausführungsbeispiel der Aufheizeinrichtung mindestens eine Zuströmeinheit, die mindestens eine am Fluidkanal zwischen Brennkraftmaschine und Katalysator, insbesondere zwischen Turbolader und Katalysator, angeordnete Zuströmöffnung, die mindestens einen Zuströmkanal und die mindestens ein Druckaufbaumittel umfasst, durch das ein Zuström-Fluid oder ein Nebenstrom des die Brennkraftmaschine verlassenden Fluids durch den Zuströmkanal über die Zuströmöffnung in den Fluidkanal zuführbar ist.
Die Fluidleiteinheit kann im oder am Fluidkanal angeordnet sein, sofern sie der technischen Funktion nachkommt, zumindest einen Teil des im Fluidkanal strömenden Fluids bezüglich seiner Strömungsrichtung zu verändern.
Bei einer Ausführungsform der Aufheizvorrichtung ist die Fluidleiteinheit am Fluidkanal angeordnet. Solchenfalls kann eine derartige Ausführungsform der Aufheizvorrichtung vorsehen, dass die Fluidleiteinheit mindestens eine Zuströmeinheit aufweist, die mindestens eine am Fluidkanal zwischen Brennkraftmaschine und Katalysator, insbesondere zwischen Turbolader und Katalysator, angeordnete Zuströmöffnung, die mindestens einen Zuströmkanal und die mindestens ein Druckaufbaumittel umfasst, durch das ein Zuström- Fluid oder ein Nebenstrom des die Brennkraftmaschine verlassenden Fluids durch den Zuströmkanal über die Zuströmöffnung in den Fluidkanal zuführbar ist.
Dadurch, dass die Fluidleiteinheit mindestens eine Zuströmeinheit aufweist, ist die Strömungsrichtung des im Fluidkanal fließenden Fluids durch das Zuführen des Zuström- Fluids oder eines Nebenstroms des die Brennkraftmaschine verlassenden Fluids durch den Zuströmkanal über die Zuströmöffnung in den Fluidkanal bezüglich der Richtung veränderbar. Durch das Vorsehen eines Druckaufbaumittels, ist das Zuström-Fluid oder der Nebenstrom des die Brennkraftmaschine verlassenden Fluids mit Druck und hierdurch mit einer bezüglich des Fluids im Fluidkanal veränderten Strömungsgeschwindigkeit beaufschlagbar. Das Zuström-Fluid kann beispielsweise Umgebungsluft umfassen. Der Nebenstrom des die Brennkraftmaschine verlassenden Fluids kann beispielsweise vor oder nach dem Turbolader erfolgen und durch das Druckaufbaumittel angesaugt, verdichtet und über den Zuströmkanal in den Fluidkanal zugeführt werden.
Grundsätzlich kann die Zuströmöffnung an einer beliebigen Stelle des Fluidkanals angeordnet sein. Wenn sich die Zuströmöffnung beispielsweise stromabwärts der Heizeinheit befindet, kann die stromaufwärts der Heizeinheit fließendes Fluid durch die sich ändernden Druckverhältnisse bezüglich der Strömungsrichtung verändert werden.
Bei einer Ausführungsform der Aufheizvorrichtung erweist es sich als vorteilhaft, wenn die Zuströmöffnung bezüglich der Heizeinheit stromaufwärts im Fluidkanal angeordnet ist.
Die Aufheizvorrichtung kann mit all ihren Komponenten permanent betrieben werden oder mit allen oder nur einigen Komponenten zeitweise, beispielsweise einer Zeitspanne, insbesondere 30 Sekunde, vor oder unmittelbar nach einem Start der Brennkraftmaschine, betrieben werden. Solchenfalls erweist es sich als vorteilhaft, wenn die Zuströmeinheit ein Verschlusselement umfasst, das von einer Freigabestellung, in der der Zuströmkanal und/oder die Zuströmöffnung für ein Durchfließen von Zuström-Fluid in den Fluidkanal freigegeben ist, in eine Schließstellung überführbar ist, in der der Zuströmkanal und/oder die Zuströmöffnung verschlossen ist.
Hierdurch ist es ermöglicht, die Zuströmeinheit durch das Verschlusselement zu sperren, wenn Komponenten der Aufheizvorrichtung nicht benötigt werden, bzw. freizugeben, wenn Komponenten der Aufheizvorrichtung benötigt werden.
Um Komponenten der Aufheizvorrichtung, insbesondere die Heizeinheit, das Verschlusselement und/oder das Druckaufbaumittel automatisch ansteuern zu können, ist bei einer Ausführungsform der Aufheizvorrichtung mindestens eine Steuereinheit vorgesehen, der mindestens ein stromaufwärts bezüglich der Heizeinheit angeordnetes Sensormittel funktional zugeordnet ist, die bei Erfassen einer Temperatur des Fluids unter einer bestimmten Betriebstemperatur des Katalysators durch das Sensormittel die Heizeinheit , das Verschlusselement und/oder das Druckaufbaumittel zum Betrieb bzw. zum Überführen in die Freigabestellung ansteuert, und die bei Erfassen einer Temperatur des Fluids auf oder über einer bestimmten Betriebstemperatur des Katalysators durch das Sensormittel die Heizeinheit und/oder das Druckaufbaumittel deaktiviert bzw. zum Überführen in die Schließstellung ansteuert. Das Fluidleitelement der Fluidleiteinheit kann grundsätzlich im oder am Fluidkanal angeordnet sein. Es erweist sich als vorteilhaft, wenn mindestens eines des mindestens einen Fluidleitelements der Fluidleiteinheit durch einen Abschnitt des Fluidkanals, des Zuströmkanals und/oder der Zuströmöffnung gebildet ist, der einen diffusor- und/oder düsenartigen Querschnitt aufweist.
Wenn mindestens eines des mindestens einen Fluidleitelements einen Abschnitt des Fluidkanals, des Zuströmkanals und/oder der Zuströmöffnung umfasst, der diffusor- und/oder düsenartig ausgebildet ist, kann die Aufheizeinrichtung bauteilreduziert ausgebildet sein.
Darüber hinaus erweist es sich als vorteilhaft, wenn mindestens ein Fluidleitelement des mindestens einen Fluidleitelements der Fluidleiteinheit einen Deflektor und/oder eine Prallplatte umfasst.
Wenn mindestens eines des mindestens einen Fluidleitelements ein Reflektor und/oder eine Prallplatte umfasst, kann eine im Fluidkanal strömende Strömung des Fluids auf einfache Weise bezüglich der Strömungsrichtung abgelenkt werden.
Alternativ oder ergänzend hierzu erweist es sich als vorteilhaft, wenn mindestens ein Fluidleitelement des mindestens einen Fluidleitelements der Fluidleiteinheit ein Gitter oder Lochblech umfasst.
Durch das Vorsehen eines Gitters oder eines Lochblechs, können Verwirbelungen oder Turbulenzen innerhalb der Strömung reduziert werden.
Darüber hinaus ist bei einer Weiterbildung der Aufheizvorrichtung vorgesehen, dass mindestens ein Fluidleitelement des mindestens einen Fluidleitelements einen stab- oder ringförmigen Verteilerkörper umfasst, der mit dem Zuströmkanal in Fluidverbindung steht, der im Fluidkanal bezüglich seiner längsten Erstreckung quer zur Hauptstromrichtung angeordnet ist und der eine Vielzahl von Öffnungen aufweist, die in Richtung Heizelement erstreckt sind und durch die das Zuström-Fluid austretbar ist.
Durch das Vorsehen eines stab- oder ringförmigen Verteilerkörpers, der insbesondere innerhalb des Fluidkanals angeordnet ist, kann das Fluid des Zuströmkanals, insbesondere das Zuström-Fluid oder das Fluid aus dem Nebenstrom, duschkopfartig dem Fluidkanal zugeführt werden.
Bei einer Weiterbildung letztgenannter Ausführungsform erweist es sich insbesondere als vorteilhaft, wenn mindestens eine der Vielzahl von Öffnungen im stab- oder ringförmigen Verteilerkörper einen diffusor- oder düsenartigen Querschnitt umfasst.
Solchenfalls kann das aus dem Verteilerkörper austretende Fluid mit einem erhöhten oder reduzierten dynamischen Druckanteil in den Fluidkanal gegeben werden. Insbesondere ist solchenfalls eine Freistrahl-Zuführung des Fluids aus dem Verteilerkörpers in den Fluidkanal ermöglicht.
Schließlich wird die Aufgabe gelöst durch ein Kraftfahrzeug mit einer Brennkraftmaschine, mit einem Katalysator und mit einer Aufheizvorrichtung, die mindestens einen Fluidkanal, der zwischen einem Fluidauslass der Brennkraftmaschine und dem Katalysator angeordnet ist und in dem ein Fluid entlang einer Hauptströmungsrichtung in Richtung Katalysator strömbar und dem Katalysator zuführbar ist, die eine Heizeinheit, die mindestens ein flä- chenhaftes Heizelement umfasst, durch das das Fluid erwärmbar ist, das an einer Innenwand des Fluidkanals angeordnet ist und das den Kanalabschnitt zumindest bereichsweise umfangsseitig in Gänze oder zumindest abschnittsweise umgibt, und die mindestens eine Fluidleiteinheit aufweist, die mindestens ein Fluidleitelement umfasst, durch das die Strömungsrichtung zumindest eines Teils des im Fluidkanal strömenden Fluids veränderbar ist.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den beigefügten Patentansprüchen, aus der zeichnerischen Darstellung und nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Aufheizvorrichtung.
In der Zeichnung zeigt:
Figur 1 Eine perspektivische, teiltransparente Vorderansicht auf ein Ausführungsbeispiel der Aufheizvorrichtung.
Figur 1 zeigt eine insgesamt mit dem Bezugszeichen 2 versehene Aufheizvorrichtung für einen elektrisch beheizbaren Katalysator 4 eines Kraftfahrzeugs (in den Figuren nicht explizit dargestellt). Die Aufheizvorrichtung 2 umfasst einen Fluidkanal 6, der zwischen einem Fluidauslass 8 einer Brennkraftmaschine 10 (in den Figuren nur angedeutet) unter dem Katalysator 4 angeordnet ist. In dem Fluidkanal 6 ist Fluid entlang einer Hauptströ- mungsrichtung 12 in Richtung dem Katalysator4 strömbar und dem Katalysator 4 zuführbar.
Die Aufheizvorrichtung 2 umfasst eine Aufheizeinheit 14, die bei dem in der Figur gezeigten Ausführungsbeispiel ein flächenhaftes Heizelement 16 umfasst, durch das das Fluid erwärmbar ist, das an einer Innenwand des Fluidkanals 6 angeordnet ist und das einen Kanalabschnitt 18 des Fluidkanals 6 umfangseitig in Gänze umgibt.
Darüber hinaus umfasst die Aufheizvorrichtung 2 eine Fluidleiteinheit 20, die mindestens ein Fluidleitelement 22 umfasst, durch das die Strömungsrichtung zumindest eines Teils des im Fluidkanals 6 strömenden Fluids veränderbar ist. Bei dem in Figur 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Fluideinheit 20 durch eine Zuströmeinheit 24 gebildet, die am Fluidkanal 6 stromaufwärts bezüglich der Heizeinheit 14 zwischen Brennkraftmaschine 10 und Katalysator 4 angeordnet ist.
Die Zuströmeinheit 24 umfasst eine Zuströmöffnung 26, einen Zuströmkanal 28 sowie ein Druckaufbaumittel 30. Durch das Druckaufbaumittel 30 ist ein Zuström-Fluid mit Druck beaufschlagbar und über den Zuströmkanal 28 über die Zuströmöffnung 26 dem Fluidkanal 6 zuführbar. In der Zuströmöffnung 26 ist ein Fluidleitelement 22 angeordnet.
Durch das Fluidleitelement 22 der Fluidleiteinheit 20 ist zumindest ein Teil des Fluids, das in dem Fluidkanal 6 strömt, bezüglich seiner Hauptströmungsrichtung 12 ablenkbar. Dieses kann durch ein Gleichrichten des Fluids bezüglich der Hauptströmungsrichtung 12 erfolgen oder durch das Versetzen des Fluids in Rotation.
Durch das Fluidleitelement 22 der Fluidleiteinheit 20 ist zumindest ein Teil des durch das Fluidleitelement 22 bezüglich seiner Strömungsrichtung veränderten Fluids in Richtung auf das Heizelement 16 der Heizeinheit 14 umlenkbar. Hierdurch kann durch das Fluid eine gesteigerte Wärmemenge durch das Heizelement 16 der Heizeinheit 14 aufgenommen werden.
Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Ansprüchen sowie in der Zeichnung offenbarten Merkmale der Erfindung, können sowohl einzeln, als auch in jeder beliebigen Kombination in der Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein. Bezugszeichenliste
2 Aufheizvorrichtung
4 Katalysator
6 Fluidkanal
8 Fluidauslass
10 Brennkraftmaschine
12 Hauptströmungsrichtung
14 Aufheizeinheit
16 flächenhaftes Heizelement
18 Kanalabschnitt
20 Fluidleiteinheit
22 Fluidleitelement
24 Zuströmeinheit
26 Zuströmöffnung
28 Zuströmkanal
30 Druckaufbaumittel

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Aufheizvorrichtung (2) für einen, insbesondere elektrisch beheizbaren, Katalysator (4) eines Kraftfahrzeugs, mit mindestens einem Fluidkanal (6), der zwischen einem Fluidauslass (8) einer Brennkraftmaschine (10) und einem Katalysator (4) angeordnet ist und in dem ein Fluid entlang einer Hauptströmungsrichtung (12) in Richtung Katalysator (4) strömbar und dem Katalysator (4) zuführbar ist, mit einer Heizeinheit (14), die mindestens ein flächenhaftes Heizelement (16) umfasst, durch das das Fluid erwärmbar ist, das an einer Innenwand des Fluidkanals (6) angeordnet ist und das einen Kanalabschnitt (18) des Fluidkanals (6) zumindest bereichsweise umfangsseitig in Gänze oder zumindest abschnittsweise umgibt, und mit mindestens einer Fluidleiteinheit (20), die mindestens ein Fluidleitelement (22) umfasst, durch das die Strömungsrichtung zumindest eines Teils des im Fluidkanal (6) strömenden Fluids veränderbar ist. . Aufheizvorrichtung
(2) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Fluidleitelement (22) der Fluidleiteinheit (20) derart ausgebildet ist, dass zumindest ein Teil des durch das Fluidleitelement (22) bezüglich seiner Strömungsrichtung veränderten Fluids gleichrichtbar, insbesondere parallel zur Hauptströmungsrichtung (12), oder bezüglich der Hauptströmungsrichtung (12) in Rotation versetzbar ist.
3. Aufheizvorrichtung (2) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Fluidleitelement (22) der Fluidleiteinheit (20) derart ausgebildet ist, dass zumindest ein Teil des durch das Fluidleitelement (22) bezüglich seiner Strömungsrichtung veränderten Fluids in Richtung auf das Heizelement (16) der Heizeinheit (14) umlenkbar oder umgelenkt ist. . Aufheizvorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Brennkraftmaschine (10) und Katalysator
(4) stromaufwärts der Heizeinheit (14) ein Turbolader angeordnet ist, der in den Fluidkanal (6) mündet
5. Aufheizvorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluidleiteinheit (22) mindestens eine Zuströmeinheit (24) aufweist, die mindestens eine am Fluidkanal (6) zwischen Brennkraftmaschine (10) und Katalysator (4), insbesondere zwischen Turbolader und Katalysator (4), angeordnete Zuströmöffnung (26), die mindestens einen Zuströmkanal (28) und die mindestens ein Druckaufbaumittel (30) umfasst, durch das ein Zuström-Fluid oder ein Nebenstrom des die Brennkraftmaschine (10) verlassenden Fluids durch den Zuströmkanal (28) über die Zuströmöffnung (26) in den Fluidkanal (6) zuführbar ist. . Aufheizvorrichtung (2) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuströmöffnung (26) bezüglich der Heizeinheit (14) stromaufwärts im Fluidkanal
(6) angeordnet ist.
7. Aufheizvorrichtung (2) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuströmeinheit (24) ein Verschlusselement umfasst, das von einer Freigabestellung, in der der Zuströmkanal (28) und/oder die Zuströmöffnung (26) für ein Durchfließen von Zuström-Fluid in den Fluidkanal (6) freigegeben ist, in eine Schließstellung überführbar ist, in der der Zuströmkanal (28) und/oder die Zuströmöffnung (26) verschlossen ist.
8. Aufheizvorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Steuereinheit, der mindestens ein stromaufwärts bezüglich der Heizeinheit (14) angeordnetes Sensormittel funktional zugeordnet ist, die bei Erfassen einer Temperatur des Fluids unter einer bestimmten Betriebstemperatur des Katalysators (4) durch das Sensormittel die Heizeinheit (14), das Verschlusselement und/oder das Druckaufbaumittel (30) zum Betrieb, bzw. zum Überführen in die Freigabestellung ansteuert, und die bei Erfassen einer Temperatur des Fluids auf oder über einer bestimmten Betriebstemperatur des Katalysators (4) durch das Sensormittel die Heizeinheit (14) und/oder das Druckaufbaumittel (30) deaktiviert, bzw. zum Überführen in die Schließstellung ansteuert.
9. Aufheizvorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines des mindestens einen Fluidleitelements (22) der Fluidleiteinheit (20) durch einen Abschnitt des Fluidkanals (6), des Zuströmkanals (28) und/oder der Zuströmöffnung (26) gebildet ist, der einen diffusor- und/oder düsenartigen Querschnitt aufweist.
10. Aufheizvorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Fluidleitelement (22) des mindestens einen Fluidleitelements (22) der Fluidleiteinheit (20) einen Deflektor und/oder eine Prallplatte umfasst.
11. Aufheizvorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Fluidleitelement (22) des mindestens einen Fluidlei- telements (22) der Fluidleiteinheit (20) ein Gitter oder Lochblech umfasst.
12. Aufheizvorrichtung (2) nach einem der Ansprüche 5 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Fluidleitelement (22) des mindestens einen Fluidleitelements (22) einen stab- oder ringförmigen Verteilerkörper umfasst, der mit dem Zuströmkanal (28) in Fluidverbindung steht, der im Fluidkanal (6) bezüglich seiner längsten Erstreckung quer zur Hauptstromrichtung (12) angeordnet ist und der eine Vielzahl von Öffnungen aufweist, die in Richtung Heizelement (16) erstreckt sind und durch die das Zuström- Fluid austretbar ist.
13. Aufheizvorrichtung (2) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Vielzahl von Öffnungen im stab- oder ringförmigen Verteilerkörper einen diffusor- oder düsenartigen Querschnitt umfasst.
14. Kraftfahrzeug mit einer Brennkraftmaschine (10), mit einem Katalysator (4) und mit einer Aufheizvorrichtung (2), die mindestens einen Fluidkanal (6), der zwischen einem Fluidauslass (8) der Brennkraftmaschine (10) und dem Katalysator (4) angeordnet ist und in dem ein Fluid entlang einer Hauptströmungsrichtung (12) in Richtung Katalysator (4) strömbar und dem Katalysator(4) zuführbar ist, die eine Heizeinheit (14), die mindestens ein flächenhaftes Heizelement (16) umfasst, durch das das Fluid erwärmbar ist, das an einer Innenwand des Fluidkanals (6) angeordnet ist und das den Kanalabschnitt (18) zumindest bereichsweise umfangsseitig in Gänze oder zumindest abschnittsweise umgibt, und die mindestens eine Fluidleiteinheit (20) aufweist, die mindestens ein Fluidleitelement (22) umfasst, durch das die Strömungsrichtung zumindest eines Teils des im Fluidkanal (6) strömenden Fluids veränderbar ist.
PCT/EP2022/068931 2021-08-30 2022-07-07 Aufheizvorrichtung für einen katalysator eines kraftfahrzeugs und kraftfahrzeug mit einer derartigen aufheizvorrichtung WO2023030726A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102021209465.1A DE102021209465A1 (de) 2021-08-30 2021-08-30 Aufheizvorrichtung für einen Katalysator eines Kraftfahrzeugs und Kraftfahrzeug mit einer derartigen Aufheizvorrichtung
DE102021209465.1 2021-08-30

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2023030726A1 true WO2023030726A1 (de) 2023-03-09

Family

ID=82492802

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2022/068931 WO2023030726A1 (de) 2021-08-30 2022-07-07 Aufheizvorrichtung für einen katalysator eines kraftfahrzeugs und kraftfahrzeug mit einer derartigen aufheizvorrichtung

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102021209465A1 (de)
WO (1) WO2023030726A1 (de)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015197330A1 (de) * 2014-06-25 2015-12-30 Twintec Technologie Gmbh Vorrichtung und verfahren zur erzeugung von ammoniak zur abgasnachbehandlung
WO2017198292A1 (en) * 2016-05-18 2017-11-23 Volvo Truck Corporation An exhaust gas treatment system with inductive heating
DE102018214922A1 (de) * 2018-09-03 2020-03-05 Continental Automotive Gmbh Abgasanlage
DE102018217161A1 (de) * 2018-10-08 2020-04-09 Continental Automotive Gmbh Optimierte Rekuperationsstrategie bei einem Hybridfahrzeug mit elektrisch beheizbaren Katalysator
DE102020119057B3 (de) * 2020-07-20 2021-08-26 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Abgastrakt für eine Verbrennungskraftmaschine

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017107378A1 (de) 2017-04-06 2018-10-11 Volkswagen Ag Verfahren zum Aufheizen eines Katalysators sowie Kraftfahrzeug mit einem Katalysator

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015197330A1 (de) * 2014-06-25 2015-12-30 Twintec Technologie Gmbh Vorrichtung und verfahren zur erzeugung von ammoniak zur abgasnachbehandlung
WO2017198292A1 (en) * 2016-05-18 2017-11-23 Volvo Truck Corporation An exhaust gas treatment system with inductive heating
DE102018214922A1 (de) * 2018-09-03 2020-03-05 Continental Automotive Gmbh Abgasanlage
DE102018217161A1 (de) * 2018-10-08 2020-04-09 Continental Automotive Gmbh Optimierte Rekuperationsstrategie bei einem Hybridfahrzeug mit elektrisch beheizbaren Katalysator
DE102020119057B3 (de) * 2020-07-20 2021-08-26 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Abgastrakt für eine Verbrennungskraftmaschine

Also Published As

Publication number Publication date
DE102021209465A1 (de) 2023-03-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102012000543B4 (de) Abgasrückführungssystem für einen verbrennungsmotor
EP1688607A2 (de) Abgasrückführungssystem für eine Brennkraftmaschine sowie Abgasrückführungssystem
DE9421145U1 (de) Dieselbrennkraftmaschine mit in einer Abgasrückführleitung angeordnetem Wärmetauscher für die Abgaskühlung
EP0826868A1 (de) Verfahren zur Abgasreinigung einer Brennkraftmaschine
WO2004059146A1 (de) Abgasturbolader für eine brennkraftmaschine
DE102004009791A1 (de) Verfahren zur beschleunigten Erwärmung einer Reinigungseinrichtung im Abgasstrang einer Brennkraftmaschine und Brennkraftmaschine
DE102013001080A1 (de) Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung sowie entsprechende Antriebseinrichtung
EP3161285B1 (de) Vorrichtung zur erzeugung von ammoniak zur abgasnachbehandlung
EP3642462B1 (de) Abgasrohr, brennkraftmaschine und kraftfahrzeug
DE102013205575B4 (de) Abgasnachbehandlungssystem
DE102007005246A1 (de) Brennkraftmaschine
DE102012016673A1 (de) Antriebseinrichtung
DE102021004587A1 (de) Abgasstranganordnung für einen Verbrennungsmotor zur Steigerung der Effizienz einer Abgasnachbehandlungskomponente bei einem Kaltstart des Verbrennungsmotors
DE102020116485A1 (de) Abgasanlagenbauteil mit schraubenförmiger heizeinrichtung
WO2023030726A1 (de) Aufheizvorrichtung für einen katalysator eines kraftfahrzeugs und kraftfahrzeug mit einer derartigen aufheizvorrichtung
AT512808B1 (de) Fahrzeug
WO2012062899A2 (de) Fahrzeug, insbesondere rennfahrzeug
DE102005034462A1 (de) Abgasanlage, sowie Partikelfilter, Katalysator, Schalldämpfer, Abgasleitung und Abgasendrohr für eine Abgasanlage
DE102007035355A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Behandlung von Blow-By-Gasen, insbesondere Kurbelgehäuse-Entlüftungsvorrichtung
DE102017123916B4 (de) Abgasanlage einer Brennkraftmaschine mit Katalysator
DE102005032666B4 (de) Abgasrückführungssystem
DE102009030275B4 (de) Abgasreinigungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine eines Fahrzeuges, insbesondere eines Kraftfahrzeuges
AT512639B1 (de) Fahrzeug
DE102022117716B3 (de) Abgassystem einer Brennkraftmaschine
DE102008005275B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines Wärmetauschersystems für ein Kraftfahrzeug

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 22740893

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE