AT502545B1

AT502545B1 - Abgassystem

Info

Publication number: AT502545B1
Application number: AT0167705A
Authority: AT
Inventors: Reinhard Dipl Ing Glanz; Thomas Dipl Ing Cartus
Original assignee: Avl List Gmbh
Priority date: 2005-10-13
Filing date: 2005-10-13
Publication date: 2008-06-15
Also published as: AT502545A1

Description

2 AT 502 545 B1

Die Erfindung betrifft ein Abgassystem mit zumindest einer Abgasnachbehandlungseinrichtung, insbesondere einem Katalysator, für eine Brennkraftmaschine, wobei im Bereich eines ersten Eintrittsrohres in die Abgasnachbehandlungseinrichtung zumindest eine Dralleinrichtung angeordnet ist, wobei die Dralleinrichtung als eine Einlaufschnecke des ersten Einlaufrohres ausgebildet ist.

Die EP 1 342 889 A1 beschreibt eine Abgasanlage für Verbrennungsmotoren, welche einen katalytischen Abgaskonverter mit einem Gehäuse, einem in dem Gehäuse gehalterten Katalysatorkörper und einem Zulaufrohr aufweist, in welchem ein Drallerzeuger angeordnet ist, der einen zentralen Strömungsweg freilässt, wobei der Katalysatorkörper - in axialer Blickrichtung betrachtet - einen Innenbereich und einen Außenbereich hat und die Zelldichte der Strömungskanäle in dem Innenbereich größer als in dem Außenbereich ist. Dadurch soll eine bessere Kombination von schnellem Anspringverhalten und gutem Alterungsverhalten erreicht werden.

Nachteilig ist, dass der Drallerzeuger einen relativ hohen Strömungswiderstand aufweist. Ein weiterer Nachteil ist, dass durch Spoilerelemente gebildete Drallerzeuger eine axiale Zuströmung benötigen, weshalb bestimmte Einbaulagen mit seitlicher Zuströmung nicht realisierbar sind.

Die WO 91/10048 A1 beschreibt eine Abgasleitung mit wendelförmig angeströmtem Katalysator-Trägerkörper. Dabei ist ein Katalysator-Trägerkörper in einem zweiten Abschnitt einer Abgasleitung untergebracht, der annähernd rechtwinkelig abgeknickt an einen ersten Abschnitt anschließt. Durch die besondere Ausformung des die beiden Abschnitte verbindenden Zwischenstückes wird dem Abgas eine wendelförmige Strömung aufgezwungen, die zu einer schrägen Anströmung des Körpers führt. Dadurch wird die Beaufschlagung des Körpers über seinen Querschnitt vergleichmäßigt und das Einsetzen laminarer Strömung in den Kanälen desselben hinausgezögert, so dass das Gas besser mit dem Katalysator reagieren kann.

Aus der FR 2 226 865 A5 ist ein Schalldämpfer für ein Abgassystem einer Brennkraftmaschine bekannt, wobei dem in den Schalldämpfer eintretenden Abgas ein Drall aufgeprägt wird.

Die JP 2002-106333 A offenbart ein Abgassystem einer Brennkraftmaschine, wobei im Eintrittsbereich des Katalysators eine Einlaufschnecke angeordnet ist.

Die DE 24 28 965 A1 beschreibt einen Katalysatorreaktor für eine Brennkraftmaschine, bei dem die Abgase bei Eintritt in das Gehäuse des Abgasreaktors mit einer Drallströmung versetzt werden und wirbelartig den Katalysatoreinsatz radial oder axial durchströmen.

Die DE 195 10 606 A1 handelt von einem Verfahren zur Reduzierung des Abgasgegendruckes und zur Erhöhung der zulässigen Maximaltemperatur bei Verbrennungsmotoren mit motornahem Abgaskatalysator. Dabei sind die einzelnen Abgasrohrleitungen so vor dem Katalysator angeordnet, dass sich eine genau definierte Drallströmung mit überlagerter Axialkomponente ergibt.

Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden und eine homogene Anströmung der Abgasnachbehandlungseinrichtung mit möglichst geringen Strömungsverlusten zu realisieren.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass die Einlaufschnecke ein vorzugsweise axial ausgerichtetes, neutrales zweites Eintrittsrohr in die Abgasnachbehandlungseinrichtung umgibt. Dadurch kann der zentrale Bereich der Abgasnachbehandlungseinrichtung beaufschlagt werden.

Durch die Einlaufschnecke wird eine Drallströmung im Eintrittsbereich in die Abgasnachbehandlungseinrichtung erreicht, welche ein gleichmäßigeres Anströmen des Abgasnachbehand- 3 AT 502 545 B1 lungsmediums bewirkt. Je nach Einbauerfordernis kann eine seitliche Zuströmung in allen Abstufungen bis zur axialen Zuströmung sehr strömungsgünstig realisiert werden. Für bestimmte Anwendungen ist es von Vorteil, nur bestimmte Bereiche der Abgasnachbehandlungseinrichtung gezielt anzuströmen. Um dies zu erreichen, kann vorgesehen sein, dass der Drall der Dralleinrichtung verstellbar ist, wobei vorzugsweise im ersten und/oder zweiten Eintrittsrohr eine vorzugsweise durch eine Klappe gebildete Drallverstelleinrichtung angeordnet ist.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Eintrittsbereich des zweiten Eintrittsrohres in die Abgasnachbehandlungseinrichtung exzentrisch zur Längsachse der Abgasnachbehandlungseinrichtung angeordnet ist.

In weiterer Ausführung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Austrittsbereich des ersten Eintrittsrohres in den Katalysator, vorzugsweise in Richtung der Katalysatorlängsachse, verstellbar ist. Dies kann beispielsweise durch Variieren der Länge des Gehäuses des Abgasnachbehandlungseinrichtung erfolgen. Da sich die die Einlaufschnecke verlassende Strömung spiralförmig in Richtung des Abgasnachbehandlungsmediums bewegt, kann der Auftreffpunkt durch axiales Verstellen des Austrittsbereiches aus der Eintrittsschnecke verändert werden.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren näher erläutert.

Es zeigen Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Abgassystem in einer ersten Ausführungsvariante in einer Seitenansicht, Fig. 2 das Abgassystem in einer Draufsicht, Fig. 3 ein erfindungsgemäßen Abgassystem in einer zweiten Ausführungsvariante in einer Seitenansicht und Fig. 4 dieses Abgassystem in einer Stirnansicht.

Das Abgassystem 1 weist einen Abgasstrang 2 mit einer durch einen Katalysator gebildeten Abgasnachbehandlungseinrichtung 3 auf.

Die Strömungsrichtung ist durch die Pfeile S angedeutet. Im Eintrittsbereich 4 weist die Abgasnachbehandlungseinrichtung 3 ein ersten Eintrittsrohr 5 auf, welches über eine Einlaufschnecke 6 in die Abgasnachbehandlungseinrichtung 3 einmündet. Das erste Eintrittsrohr 5 kann je nach Einbauerfordernis in allen Abstufungen von einer in Fig. 1 dargestellten seitlichen Zuströmung bis zu einer axialen Zuströmung ausgebildet sein. Der Fall der axialen Zuströmung ist in Fig. 1 mit strichlierten Linien angedeutet. Durch die Einlaufschnecke 6 kann - unabhängig von der Einbaulage des ersten Eintrittsrohres 5 - eine gleichmäßige Beaufschlagung der Abgasnachbehandlungseinrichtung 3 realisiert werden.

Um auch den zentralen Bereich der Abgasnachbehandlungseinrichtung 3 mit Abgas zu beaufschlagen, kann im Bereich des Kernes der Einlaufschnecke 6 ein in Richtung der Längsachse 3a der Abgasnachbehandlungseinrichtung 3 ausgebildetes zweiten Eintrittsrohr 7 vorgesehen sein.

Fig. 3 und 4 zeigen eine Ausführungsvariante, bei der der durch die Einlaufschnecke 6 verursachte Drall verändert werden kann, um nur bestimmte Bereiche der Abgasnachbehandlungseinrichtung 3 gezielt anströmen zu können. Das zweite Eintrittsrohr 7 ist dabei als Neutralströmungsweg ausgebildet. Mittels einer als Klappe 8 ausgebildeten Drallverstelleinrichtung 9 kann die Drallströmung im Eintrittsbereich 4 der Abgasnachbehandlungseinrichtung 3 verändert werden. Die Achse 7’ des zweiten Eintrittsrohres 7 ist dabei im Eintrittsbereich 4 exzentrisch bezüglich der Längsachse 3a der Abgasnachbehandlungseinrichtung 3 ausgebildet.

Zusätzlich oder anstelle der Klappe 8 kann die Drallverstelleinrichtung 9 durch ein längenverstellbares Gehäuse 10 der Abgasnachbehandlungseinrichtung 3 gebildet sein. Der Längenverstellbereich des Gehäuses 10 ist mit a in Fig. 3 angedeutet.

Claims

4 AT 502 545 B1 Durch Verstellung der Länge des Gehäuses 10 der Abgasnachbehandlungseinrichtung 3 wird der Auftreffpunkt am Katalysator- oder Filtermaterial durch die spiralförmige Strömungsbewegung verändert. In Fig. 4 sind verschiedene Auftreffpunkte bei Verstellung der Länge des Gehäuses 10 mit 12a, 12b, 12c, 12d bezeichnet. Patentansprüche: 1. Abgassystem (1) mit zumindest einer Abgasnachbehandlungseinrichtung (3), insbesondere einem Katalysator, für eine Brennkraftmaschine, wobei im Bereich eines ersten Eintrittsrohres (5) in die Abgasnachbehandlungseinrichtung (3) zumindest eine Dralleinrichtung angeordnet ist, wobei die Dralleinrichtung als eine Einlaufschnecke {6) des ersten Einlaufrohres (5) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlaufschnecke (6) ein vorzugsweise axial ausgerichtetes, neutrales zweites Eintrittsrohr (7) in die Abgasnachbehandlungseinrichtung (3) umgibt.
2. Abgassystem (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Drall der Dralleinrichtung verstellbar ist.
3. Abgassystem (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im -ersten und/oder zweiten Eintrittsrohr (5, 7) eine vorzugsweise durch eine Klappe (8) gebildete Drallverstelleinrichtung (9) angeordnet ist.
4. Abgassystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Mündungsbereich des ersten Eintrittsrohres (5) in die Abgasnachbehandlungseinrichtung (3), vorzugsweise in Richtung der Längsachse (3a), verstellbar ist.
5. Abgassystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweite Eintrittsrohr (7) exzentrisch bezüglich der Längsachse (3a) in die Abgasnachbehandlungseinrichtung (3) einmündet. Hiezu 1 Blatt Zeichnungen