DE102011117090B4

DE102011117090B4 - Abgasreinigungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102011117090B4
Application number: DE102011117090.5A
Authority: DE
Inventors: Stefan Tölle
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2011-10-27
Filing date: 2011-10-27
Publication date: 2023-01-26
Anticipated expiration: 2031-10-28
Also published as: WO2013060414A1; US20140260220A1; US9267416B2; DE102011117090A1

Abstract

Abgasreinigungsvorrichtung (10) umfassenda) ein von einem Abgasstrom (12) durchströmbares Außenrohr (14);b) ein in einem ersten Abschnitt (16) des Außenrohrs (14) angeordnetes Innenrohr (20), das einen Innenraum des ersten Abschnitts (16) in einen zentralen Strömungsweg (22) sowie einen peripheren Strömungsweg (24) unterteilt, wobei in dem peripheren Strömungsweg (24) eine erste Abgasreinigungseinrichtung (26) angeordnet ist;c) ein mit einem Stellmotor (32) betätigbares Stellmittel (30) zur selektiven Leitung eines Abgasstroms durch den zentralen Strömungsweg (22) und/oder durch den peripheren Strömungsweg (24);d) eine in einem zweiten Abschnitt (18) des Außenrohrs (14) stromab des ersten Abschnitts (16) angeordnete zweite Abgasreinigungseinrichtung (28); unde) Strömungsmittel (36, 38, 40), die ausgebildet sind, eine Strömungsbeaufschlagung der zweiten Abgasreinigungseinrichtung (28) bei einer Abgasführung durch den zentralen Strömungsweg (22) und bei einer Abgasführung durch den peripheren Strömungsweg (24) einander anzugleichen; dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungsmittel (36, 38, 40) eine an das Außenrohr (14) und an einen Endabschnitt des Innenrohrs (20) anschließende Blende (36) sowie eine Mehrzahl von Durchtrittsöffnungen (38) in dem Endabschnitt des Innenrohrs (20) umfassen, wobei sich die Blende (36) an den Endabschnitt des Innenrohrs (20) stromab der Durchtrittsöffnungen (38) anschließt, sodass der durch den peripheren Strömungsweg (24) geleitete Abgasstrom durch die Durchtrittsöffnungen (38) des Innenrohrs (20) geleitet wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Abgasreinigungsvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Im Stand der Technik sind Abgasreinigungsvorrichtungen bekannt, bei denen stromauf eines Abgaskonverters der Abgasweg durch ein Innenrohr in einen zentralen Strömungsweg sowie einen peripheren Strömungsweg unterteilt ist (z.B. DE 103 50 516 A1 ). Dabei enthält einer dieser parallelen Strömungswege, insbesondere der periphere Strömungsweg eine Abgasreinigungseinrichtung, Über geeignete Stellmittel kann der Abgasstrom durch den peripheren Strömungsweg durch die ringförmige Abgasreinigungseinrichtung geleitet werden oder zur Umgehung derselben durch den zentralen Strömungsweg. Eine solche Anordnung ist beispielsweise im Zusammenhang mit einem nachgeschalteten Drei-Wege-Katalysator bekannt, dem ein Adsorber für Kohlenwasserstoffe (HC-Adsorber) in einem der parallelen Strömungswege vorgeschaltet ist. Solange der Hauptkatalysator seine Arbeitstemperatur nach einem Motorstart noch nicht erreicht hat, wird der Abgasstrom über dem peripheren HC-Adsorber geleitet, der die im Abgas befindlichen Kohlenwasserstoffe zwischenspeichert. Sobald der nachgeschaltete Katalysator seine Arbeitstemperatur erreicht hat, wird der Abgasstrom durch den zentralen Strömungsweg geleitet, um den HC-Adsorber zu umgehen und diesen zu erwärmen. Wenn der HC-Adsorber seine Desorptionstemperatur erreicht hat, erfolgt wiederum eine vollständige oder teilweise Durchleitung des Abgases durch den HC-Adsorber, um die freigesetzten Kohlenwasserstoffe auszutragen und in den Hauptkatalysator zu transportieren, wo diese katalytisch umgesetzt werden.
Nachteilig an der vorgeschriebenen Anordnung ist, dass der Abgasstrom den nachgeschalteten Hauptkatalysator inhomogen und zudem unterschiedlich beaufschlagt, je nachdem, ob das Abgas über den zentralen oder den peripheren Strömungsweg geleitet wird. Um diesem Problem abzuhelfen, sind derzeit noch keine Maßnahmen bekannt.
DE 37 33 402 A1 betrifft das Problem der inhomogenen Anströmung eines Katalysators, der in einem Abgaskanal angeordnet ist, welcher einen geringeren Durchmesser als der Katalysator aufweist. Der Katalysatorträger ist in einem Katalysatorgehäuse angeordnet, welches über ein sich in Abgasströmungsrichtung konisch erweiternden Einlassrohr (Diffusor) mit dem Abgaskanal verbunden ist. Um nun die Anströmung des Katalysatorkörpers zu homogenisieren, sind stromauf des Katalysators verschiedene Strömungsleitkörper vorgesehen, die den Abgasweg in mehrere parallele Abgaswege teilen. Beispielsweise können die Strömungsleitkörper mehrere konzentrisch angeordnete Bleche in Form von Kegelstümpfen mit zunehmendem Öffnungswinkel umfassen.
Einen anderen Ansatz schlägt DE 198 39 754 B4 vor. Nach diesem Ansatz ist in dem mit dem Eingangstrichter des Katalysatorgehäuses verbundenen Abgaszuführungsrohr ein als Blende ausgeführtes Leitelement angeordnet, welches dem Abgasstrom einen Drall vermittelt, der eine Homogenisierung der Katalysatoranströmung bewirken soll.
DE 198 38 703 A1 beschäftigt sich mit dem Problem einer stark drallbehafteten Abgasströmung, die durch die Turbine eines Abgasturboladers erzeugt wird und bei einem nachgeschalteten Katalysator zu einer inhomogenen Anströmung seiner Stirnfläche führt. Zur Abhilfe wird ein Leitblech in Form einer gestauchten „8“ im Abgasrohr angeordnet.
Im Dokument JP 2000-337 135 A wird eine Abgasreinigungsvorrichtung mit einem Außenrohr und einem Innenrohr gezeigt, welche einen peripheren und einen zentralen Strömungsweg für einen Abgasstrom darstellen. Der Abgasstrom kann selektiv durch den zentralen Strömungsweg geleitet werden, indem ein Stellmittel eingangsseitig den Strömungsweg freigibt oder verschließt. Der Abgasstrom aus dem peripheren Strömungsweg kann über Durchtrittsöffnungen im Innenrohr in den zentralen Strömungsweg gelangen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Abgasreinigungsvorrichtung der eingangs beschriebenen Art bereitzustellen, bei der die geschilderten Anströmungsprobleme eines Hauptkatalysators, dem ein geteilter Strömungsweg vorgeschaltet ist, überwunden werden.
Die erfindungsgemäße Abgasreinigungsvorrichtung umfasst:

a) ein von einem Abgasstrom durchströmbares Außenrohr;
b) ein in einem ersten Abschnitt des Außenrohrs angeordnetes Innenrohr, das einen Innenraum des ersten Abschnitts in einen zentralen Strömungsweg sowie einen peripheren Strömungsweg unterteilt, wobei in dem peripheren Strömungsweg eine erste Abgasreinigungseinrichtung angeordnet ist;
c) ein mit einem Stellmotor betätigbares Stellmittel zur selektiven Leitung eines Abgasstroms durch den zentralen Strömungsweg und/oder durch den peripheren Strömungsweg und
d) eine in einem zweiten Abschnitt des Außenrohrs stromab des ersten Abschnitts angeordnete zweite Abgasreinigungseinrichtung.

Des Weiteren weist die Abgasreinigungsvorrichtung Strömungsmittel auf, die ausgebildet sind, eine Strömungsbeaufschlagung der zweiten (nachgeschalteten) Abgasreinigungseinrichtung bei einer Abgasführung durch den zentralen Strömungsweg einerseits und bei einer Abgasführung durch den peripheren Strömungsweg andererseits einander anzugleichen. Mit anderen Worten werden Unterschiede der Abgasbeaufschlagung der zweiten Abgasreinigungseinrichtung, die zwischen den beiden alternativen Strömungswegen bestehen, zumindest vermindert.
Erfindungsgemäß umfassen die Strömungsmittel eine an das Außenrohr anschließende Blende, die nach Art einer Düse den Strömungsquerschnitt, vorzugsweise konisch, in Richtung des Innenrohrs verengt. Dabei schließt sich die Blende an einen Endabschnitt des Innenrohres an. Des Weiteren ist erfindungsgemäß ferner eine Mehrzahl von Durchtrittsöffnungen in dem Endabschnitt des Innenrohrs vorgesehen. Auf diese Weise wird der durch den peripheren Strömungsweg geleitete Abgasstrom durch die Durchtrittsöffnungen des Innenrohrs geleitet. In jedem Fall bewirkt die Blende eine Bündelung des über den peripheren Strömungsweg geleiteten Abgasstroms, der sodann mit einem kreisflächigen Querschnitt die nachgeschaltete Abgasreinigungseinrichtung zentral beaufschlagt. Dieses Beaufschlagungsmuster entspricht somit demjenigen der zentralen Abgasführung, wenn der Abgasstrom durch den zentralen Strömungsweg durch das Innenrohr geleitet wird.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass das Problem einer inhomogenen Katalysatoranströmung, das heißt bei gegebenem Strömungsweg eine unterschiedlich starke Beaufschlagung der verschiedenen Bereiche der Stirnfläche des Katalysators, weniger gravierend ist als die Ungleichheit der Katalysatorbeaufschlagung zwischen den beiden Betriebsarten der zentralen und peripheren Abgasführung. Demzufolge zielt die Erfindung in erster Linie nicht darauf ab, bei beiden Betriebsarten jeweils eine homogene Strömungsbeaufschlagung der nachgeschalteten Abgasreinigungseinrichtung zu erzielen, sondern die Anströmungsprofile der beiden Betriebsarten einander anzugleichen.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführung der Erfindung umfassen die Strömungsmittel einen Diffusor, der einen strömungsquerschnittverengenden Abschnitt im Bereich eines Endabschnitts des Innenrohrs oder stromab von diesem aufweist sowie einen daran anschließenden strömungsquerschnitterweiternden Abschnitt. Sofern der Diffusor mit seinem strömungsquerschnittverengenden Abschnitt an das Innenrohr anschließt, weist dieses vorzugsweise wiederum Durchtrittsöffnungen auf, sodass der durch den peripheren Strömungsweg geleitete Abgasstrom durch die Durchtrittsöffnungen des Innenrohrs und somit durch den Diffusor geleitet wird. In alternativer Ausgestaltung bildet der Diffusor einen Ringspalt zwischen dem Endabschnitt des Innenrohrs und seinem strömungsquerschnittverengenden Abschnitt aus. In jedem Fall bewirkt der Diffusor eine Aufweitung des durchströmenden Abgasstroms, unabhängig ob dieser durch den peripheren oder den zentralen Abgasweg geleitet wird.
In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung sind die Blende und der Diffusor als ein gemeinsames Bauteil ausgebildet. Beispielsweise kann das gemeinsame Bauteil als ein tailliertes Innenrohr ausgebildet sein, dessen vorderes und hinteres Ende an das Außenrohr anschließen und dessen taillierter Bereich (der strömungsquerschnittverengende Abschnitt) an das Innenrohr anschließt oder einen Ringspalt zu diesem bildet.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung weist der Diffusor ein koaxial angeordnetes konisch sich erweiterndes Strömungsleitelement auf, das also den Strömungsweg in zwei koaxiale Strömungswege teilt. Das Strömungsleitelement ist bevorzugt über Haltestege mit dem restlichen Diffusorkörper verbunden. In einer weiteren Ausführung sind die Haltestege mit einem radialen Neigungswinkel angeordnet, wodurch dem durchtretenden Abgasstrom ein Drall aufgeprägt wird.
Mit Vorteil ist die erste Abgasreinigungseinrichtung in dem peripheren Strömungsweg angeordnet und weist eine ringförmige Gestalt auf. Diese Ausgestaltung ist dann von Vorteil, wenn eine Kühlwirkung über das Außenrohr der Abgasreinigungsvorrichtung erwünscht ist. Dies ist beispielsweise dann der Fall, wenn die erste Abgasreinigungseinrichtung ein HC-Adsorber ist, der Kohlenwasserstoffe nur solange zu speichern vermag, bis er seine Desorptionstemperatur erreicht hat.
Handelt es sich bei der ersten Abgasreinigungseinrichtung nicht um einen Adsorber, sondern um einen Konverter, so kann dessen Anordnung in dem Innenrohr von Vorteil sein, um diesen möglichst zügig auf seine Light-off-Temperatur zu erwärmen und zu halten.
Bei der zweiten Abgasreinigungseinrichtung kann es sich mit Vorteil um einen Oxidations- oder Drei-Wege-Katalysator handeln, der Kohlenwasserstoffe des Abgases katalytisch umsetzt.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der übrigen Unteransprüche.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

1 eine Schnittansicht einer Abgasreinigungsvorrichtung gemäß Stand der Technik (A) in einer ersten Betriebsart mit zentraler Durchströmung und (B) einer zweiten Betriebsart mit peripherer Durchströmung,
2 eine Schnittansicht einer Abgasreinigungsvorrichtung nach einer ersten Ausgestaltung der Erfindung (A) in einer ersten Betriebsart mit zentraler Durchströmung und (B) einer zweiten Betriebsart mit peripherer Durchströmung,
3 eine Schnittansicht einer Abgasreinigungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausgestaltung der Erfindung bei peripherer Durchströmung,
4 eine Schnittansicht einer Abgasreinigungsvorrichtung nach einer dritten Ausgestaltung der Erfindung bei peripherer Durchströmung und perspektivische Detailansicht der Strömungsmittel, und
5 eine Schnittansicht einer Abgasreinigungsvorrichtung nach einer vierten Ausgestaltung der Erfindung bei peripherer Durchströmung und perspektivische Detailansicht der Strömungsmittel.

Die in 1 gezeigte Abgasreinigungsvorrichtung 10' umfasst ein von einem Abgasstrom (angedeutet mit 12) durchströmbares Außenrohr 14, welches einen ersten, stromaufwärtigen Abschnitt 16 sowie einen zweiten, stromabwärtigen Abschnitt 18 aufweist. Das Außenrohr kann einstückig oder - wie dargestellt - aus mehreren Teilen zusammengefügt sein. In dem stromaufwärtigen Abschnitt 16 ist ein Innenrohr 20 insbesondere koaxial zum Außenrohr 14 angeordnet, das den Innenraum des ersten Abschnitts 16 in einen zentralen Strömungsweg 22 sowie einen peripheren, ringförmigen Strömungsweg 24 unterteilt.
In dem peripheren Strömungsweg 24 ist eine erste, ringförmige Abgasreinigungseinrichtung 26 angeordnet. Eine zweite Abgasreinigungseinrichtung 28 ist im zweiten Abschnitt 18 des Außenrohrs 14 der ersten Abgasreinigungseinrichtung 26 nachgeschaltet. Bei der ersten Abgasreinigungseinrichtung 26 kann es sich beispielsweise um einen HC-Adsorber handeln und bei der nachgeschalteten zweiten Abgasreinigungseinrichtung 28 um einen Oxidations- oder Dreiwege-Katalysator.
Solange der Dreiwege-Katalysator 28 seine Betriebstemperatur noch nicht erreicht hat, beispielsweise nach einem Motorstart, wird der Abgasstrom 12 zunächst durch den peripheren Strömungsweg 24 über den HC-Adsorber 26 geleitet (siehe 1B). Der Abgasstrom 12 tritt mit einem ringförmigen Querschnitt aus dem peripheren Strömungsweg 24 aus und trifft in dieser Form auf den nachgeschalteten Dreiwege-Katalysator 28. In dieser Betriebsphase werden die Kohlenwasserstoffe im HC-Adsorber 26 zurückgehalten, während das heiße Abgas dem Katalysator 28 erwärmt. Sobald dieser seine Betriebstemperatur erreicht hat, wird der Abgasstrom 12 durch den zentralen Strömungsweg 22 unter Umgehung des HC-Adsorbers 26 geleitet (siehe 1A). Die im Abgas enthaltenen Kohlenwasserstoffe werden nun katalytisch am Dreiwege-Katalysator 28 umgesetzt. In der Phase findet eine weitere Erwärmung des HC-Adsorbers 26 durch das durchströmende heiße Abgas über das Innenrohr 20 statt. In dieser Betriebsart verlässt der Abgasstrom 12 das Innenrohr 20 in Form eines kompakten zentralen Stroms mit einem kreisflächigen Querschnitt und trifft in dieser Gestalt auf den Katalysator 28. In diesem Fall wird lediglich ein Zentralbereich der zweiten Abgasreinigungsvorrichtung 28 beaufschlagt. Wenn der HC-Adsorber 26 eine Temperatur erreicht hat, bei der die gespeicherten Kohlenwasserstoffe desorbieren, wird der Abgasstrom 12 vollständig oder teilweise wieder durch den peripheren Strömungsweg 24 geleitet, um die Kohlenwasserstoffe aus dem Adsorber 26 auszutragen und dem nachgeschalteten Katalysator 26 zuzuführen, der diese katalytisch umsetzt.
Der Vergleich der 1A und B zeigt, dass abhängig von dem Strömungsweg des Abgases die zweite Abgasreinigungseinrichtung 28 nicht nur inhomogen, sondern auch sehr unterschiedlich von dem Abgasstrom 12 beaufschlagt wird. Während bei der zentralen Abgasführung lediglich der Zentralbereich der Abgasreinigungseinrichtung 28 beaufschlagt wird, trifft der Abgasstrom bei peripherer Abgasführung hauptsächlich auf die Außenbereiche der.Abgasreinigungseinrichtung 28. Dies führt zu inhomogenen und wechselnden Temperaturverteilungen im Katalysator 28, die seine Lebensdauer verkürzen. Zudem wird die Lebensdauer des Katalysators 28 auch dadurch eingeschränkt, dass nur kleine Teilbereiche beansprucht werden, diese jedoch im umso stärkeren Ausmaß. Im vorstehend geschilderten Beispiel der Kombination eines ringförmigen HC-Adsorbers 26 mit einem nachgeschalteten Dreiwege-Katalysator 28 kommt erschwerend hinzu, dass der aus dem HC-Adsorber 26 austretende Abgasstrom auf einen heißen Katalysator 28 treffen muss, um eine ausreichende Konvertierung der Kohlenwasserstoffe zu gewährleisten. Werden zuvor jedoch nur die zentralen Bereiche des Dreiwege-Katalysators 28 beaufschlagt und erwärmt, so kann beim Umschalten des Abgasstroms über den peripheren Strömungsweg 24 der Randbereich des Dreiwege-Katalysators 28 gegebenenfalls noch nicht stark genug erwärmt sein.
Um die vorstehend geschilderten Probleme zu überwinden, sind erfindungsgemäß Strömungsmittel vorgesehen, welche eine Angleichung der Beaufschlagung der zweiten Abgasreinigungseinrichtung 28 mit dem Abgas zwischen den beiden Betriebsarten bewirken. Verschiedene Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Abgasreinigungsvorrichtung sind in den 2 bis 6 gezeigt, wobei für übereinstimmende Elemente die gleichen Bezugszeichen wie in 1 verwendet werden, deren Funktion nicht noch einmal im Einzelnen erläutert werden.
2 zeigt eine ersten Ausgestaltung einer Abgasreinigungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. Zusätzlich zu 1 sind hier auch Mittel dargestellt, welche den Abgasstrom 12 selektiv durch den zentralen Strömungsweg 22 und/oder durch den peripheren Strömungsweg 24 leiten. Diese Mittel umfassen ein Stellmittel 30, welches im vorliegenden Beispiel eine Abgasklappe ist, die um einen zentralen Schaft drehbar in dem Innenrohr 20 gelagert ist. Die Betätigung der Abgasklappe 30 erfolgt über einen Stellmotor 32. Wenn die Abgasklappe 30 geöffnet ist, strömt der Abgasstrom 12 durch das Innenrohr 20 (zentrale Abgasführung, 2A). Ist die Abgasklappe 30 hingegen um 90° gedreht, ist das Innenrohr 20 verschlossen und der Abgasstrom 12 tritt durch Durchtrittsöffnungen 34, die in einem vorderen Abschnitt des Innenrohrs 20 vorgesehen sind, in den peripheren Strömungsweg 24, so dass der Abgasstrom durch die erste Abgasreinigungseinrichtung 26 geleitet wird (periphere Abgasführung, 2B).
in der dargestellten Ausführung der Erfindung ist ein Strömungsmittel in Form einer Blende 36 vorgesehen, welche stromab der ersten Abgasreinigungseinrichtung 26 an das Außenrohr 14 anschließt und mit seinem anderen Ende an einen Endabschnitt des Innenrohrs 20. Ferner sind im Endabschnitt des Innenrohrs 20 Durchtrittsöffnungen 38 vorgesehen, welche über den Umfang des Innenrohrs 20 verteilt sind. Wenn nun der Abgasstrom 12, wie in 2B dargestellt, über den peripheren Strömungsweg 24 durch die erste Abgasreinigungsvorrichtung 26 geleitet wird, zwingt die Blende 36 den Abgasstrom durch die Durchtrittsöffnungen 38 des Innenrohrs 20. Der Abgasstrom 12 wird somit zentral gebündelt und tritt mit einem kreisflächigen Querschnitt auf die nachgeschaltete Abgasreinigungsvorrichtung 28. Das Beaufschlagungsprofil der zweiten Abgasreinigungsvorrichtung 28 gleicht somit dem in 2A dargestellten Fall, wenn das Abgas durch den zentralen Strömungsweg 22 geleitet wird. Zwar wird in beiden Fällen hauptsächlich der Zentralbereich der Abgasreinigungseinrichtung 28 durch den Abgasstrom 12 beaufschlagt, jedoch erfolgt dies nahezu gleichartig für beide Betriebsarten. Hierdurch werden zeitliche Temperaturschwankungen im Katalysator 28 vermieden und zudem sichergestellt, dass das über den ringförmigen Katalysator 26 geleitete Abgas auf einen heißen und somit betriebsbereiten Bereich des nachgeschalteten Katalysators 28 trifft.
Eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Abgasreinigungsvorrichtung 10 zeigt 3, wobei hier lediglich nur die Betriebsart dargestellt ist, in welcher das Abgas durch den peripheren Strömungsweg 24 geleitet wird.
In dieser Ausführung umfassen die erfindungsgemäßen Strömungsmittel zusätzlich zu der Blende 36 und den Durchtrittsöffnungen 38 im Innenrohr 20 einen Diffusor 40. Der Diffusor 40 weist einen strömungsquerschnittverengenden Abschnitt 42 auf, der sich im Bereich des Endabschnitts des Innenrohrs 20 befindet und an dieses anschließt. An den Abschnitt 42 schließt sich ein strömungsquerschnitterweiternder Abschnitt 44 an, der den Strömungsquerschnitt konisch aufweitet und an dem Außenrohr 14 abschließt. Im dargestellten Beispiel sind die Blende 36 und der Diffusor 40 als ein gemeinsames Bauteil ausgebildet. Dieses besteht somit in einem im Außenrohr 14 angeordnetes Rohr mit einer zentralen Verjüngung (dem strömungsquerschnittverengenden Abschnitt 42), wobei die beiden Enden jeweils an das Außenrohr 14 anliegen, beispielsweise mit diesem verschweißt sind.
Durch den Diffusor wird der Abgasstrom 12 homogen aufgeweitet und tritt somit mit einem kreisflächigen Querschnitt auf die Abgasreinigungseinrichtung 28, welche sehr homogen und auf einem größeren Bereich als bei fehlendem Diffusor beaufschlagt wird (vergleiche 2B und 3). Ein entsprechendes Strömungsprofil ergibt sich für den Fall, in dem der Abgasstrom durch das Innenrohr 20 (zentraler Strömungsweg 22) geleitet wird. Somit wird auch in dieser Ausführung eine weitgehend gleichartige Abgasbeaufschlagung der nachgeschalteten Abgasreinigungseinrichtung 28 erzielt.
Eine noch bessere Homogenisierung des Abgasstroms wird erreicht, indem das Innenrohr 20 im Bereich seiner Durchtrittsöffnungen 38 eine Einschnürung 46 aufweist, wie dies in 3 dargestellt ist.
Die 4 und 5 zeigen Varianten der in 3 gezeigten Ausführung, wobei jeweils nur die peripheren Abgasführung dargestellt ist.
In diesen Ausführungsvarianten ist der Diffusor 40 ferner mit einem koaxial angeordneten, konisch sich in Strömungsrichtung erweiternden Strömungsleitelement 50 in Form eines Kegelstumpfs ausgestattet. Das Strömungsleitelement 50 wird von einer Anzahl radial angeordneter Haltestege 52 im Diffusor 40 gehalten. Somit sind in dieser Ausgestaltung die Strömungsleitelemente Blende 36, Diffusor 40, Strömungsleitelement 50 sowie die Haltestege 52 als ein gemeinsames Bauteil ausgebildet, welches in den perspektivischen Detailansichten der 5 und 6 gezeigt ist.
Durch das Strömungsleitelement 50 erfolgt eine weitere Homogenisierung des auf die nachgeschaltete Abgasreinigungseinrichtung 28 auftreffenden Abgasstroms.
Die erfindungsgemäßen Strömungselemente der 5 und 6 unterscheiden sich in der Anordnung der Haltestege 52, indem diese gemäß 6 nicht streng parallel zur Strömungsrichtung angeordnet sind, sondern eine geneigte Anordnung zur Strömungsrichtung aufweisen. Auf diese Weise wird der Abgasstrom 12 mit einem Drall versehen, welcher eine weitere Verbesserung der Homogenisierung bewirkt.
Bezugszeichenliste

10: Abgasreinigungsvorrichtung
12: Abgasstrom
14: Außenrohr
16: erster Abschnitt
18: zweiter Abschnitt
20: Innenrohr
22: zentraler Strömungsweg
24: peripherer Strömungsweg
26: erste Abgasreinigungseinrichtung / HC-Adsorber
28: zweite Abgasreinigungseinrichtung / Dreiwege-Katalysator
30: Stellmittel / Abgasklappe
32: Stellmotor
34: Durchtrittsöffnungen
36: Blende
38: Durchtrittsöffnungen
40: Diffusor
42: strömungsquerschnittverengender Abschnitt
44: strömungsquerschnitterweiternder Abschnitt
46: Einschnürung
48: Ringspalt
50: Strömungsleitelement
52: Haltesteg

Claims

Abgasreinigungsvorrichtung (10) umfassend a) ein von einem Abgasstrom (12) durchströmbares Außenrohr (14); b) ein in einem ersten Abschnitt (16) des Außenrohrs (14) angeordnetes Innenrohr (20), das einen Innenraum des ersten Abschnitts (16) in einen zentralen Strömungsweg (22) sowie einen peripheren Strömungsweg (24) unterteilt, wobei in dem peripheren Strömungsweg (24) eine erste Abgasreinigungseinrichtung (26) angeordnet ist; c) ein mit einem Stellmotor (32) betätigbares Stellmittel (30) zur selektiven Leitung eines Abgasstroms durch den zentralen Strömungsweg (22) und/oder durch den peripheren Strömungsweg (24); d) eine in einem zweiten Abschnitt (18) des Außenrohrs (14) stromab des ersten Abschnitts (16) angeordnete zweite Abgasreinigungseinrichtung (28); und e) Strömungsmittel (36, 38, 40), die ausgebildet sind, eine Strömungsbeaufschlagung der zweiten Abgasreinigungseinrichtung (28) bei einer Abgasführung durch den zentralen Strömungsweg (22) und bei einer Abgasführung durch den peripheren Strömungsweg (24) einander anzugleichen; dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungsmittel (36, 38, 40) eine an das Außenrohr (14) und an einen Endabschnitt des Innenrohrs (20) anschließende Blende (36) sowie eine Mehrzahl von Durchtrittsöffnungen (38) in dem Endabschnitt des Innenrohrs (20) umfassen, wobei sich die Blende (36) an den Endabschnitt des Innenrohrs (20) stromab der Durchtrittsöffnungen (38) anschließt, sodass der durch den peripheren Strömungsweg (24) geleitete Abgasstrom durch die Durchtrittsöffnungen (38) des Innenrohrs (20) geleitet wird.
Abgasreinigungsvorrichtung (10) nach Anspruch 1, wobei die Blende (36) sich konisch in Strömungsrichtung in Richtung des Innenrohrs (20) verengt.
Abgasreinigungsvorrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Strömungsmittel (36, 38, 40) einen Diffusor (40) umfassen, der im Bereich eines Endabschnitts des Innenrohrs (20) oder stromab des Endabschnitts einen strömungsquerschnittverengenden Abschnitt (42) aufweist sowie einen anschließenden strömungsquerschnitterweiternden Abschnitt (44) aufweist.
Abgasreinigungsvorrichtung (10) nach Anspruch 3, wobei der Diffusor (40) einen Ringspalt zwischen dem Endabschnitt des Innenrohrs (20) und seinem strömungsquerschnittverengenden Abschnitt (42) ausbildet.
Abgasreinigungsvorrichtung (10) nach Anspruch 3, wobei die Blende (36) und der Diffusor (40) als ein gemeinsames Bauteil ausgebildet sind.
Abgasreinigungsvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 4 oder 5, wobei der Diffusor (40) ferner ein koaxial angeordnetes, konisch sich erweiterndes Strömungsleitelement (50) aufweist.
Abgasreinigungsvorrichtung (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die erste Abgasreinigungseinrichtung (26) in dem peripheren Strömungsweg (24) angeordnet ist und eine ringförmige Gestalt aufweist.
Abgasreinigungsvorrichtung (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die erste Abgasreinigungseinrichtung (26) ein HC-Adsorber ist.
Abgasreinigungsvorrichtung (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die zweite Abgasreinigungseinrichtung (28) ein Oxidations- oder Dreiwege-Katalysator ist.