DE3406968A1 - Verfahren zur erzeugung einer optimalen abgaseingangstemperatur fuer den abgaskatalysator von verbrennungsmotoren - Google Patents
Verfahren zur erzeugung einer optimalen abgaseingangstemperatur fuer den abgaskatalysator von verbrennungsmotorenInfo
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Description
Daimler-Benz Aktiengesellschaft Daim 15 512/4
Stuttgart EPT Dr.Am-pfa-
24.2.1984
Verfahren zur Erzeugung einer optimalen Abgaseingangstemperatur für den Abgaskatalysator
von Verbrennungsmotoren
Zur Verminderung der schädlichen Bestandteile der Abgase von Verbrennungsmotoren werden Abgaskatalysatoren
eingesetzt, an denen die schädlichen Abgaskomponenten in unschädliche Bestandteile umgesetzt werden. Für diese
Umsetzung benötigt der Katalysator ein bestimmtes Temperaturniveau (Anspringtemperatur) von minimal
300 bis 4000C. Auf diese Temperatur wird der Katalysator
durch die heißen Motorabgase gebracht.
Da die Abgasemission von Verbrennungsmotoren unmittelbar nach dem Kaltstart besonders hoch ist, wird die Abgasemission
eines Fahrzeugs im wesentlichen vom Anspringverhalten des Katalysators und seinem weiteren Temperaturniveau
bestimmt.
Der Katalysator muß daher insbesondere nach dem KaItstart
möglichst schnell mit geringen Wärmeverlusten auf
- /T - Daim 15 512/4
die Anspringtemperatur gebracht werden. Aus diesen Gründen wird der Katalysator im allgemeinen in Motornähe angeordnet
und die Abgasleitung zwischen Motor und Katalysator nach außen thermisch isoliert, um Wärmeverluste
durch Abstrahlung und Konvektion zu vermeiden. Dadurch kann ein schnelles Anspringen des Katalysators erreicht
werden.
Die Wärmeisolation des Abgasrohres zwischen Motor und Katalysator führt jedoch dazu, daß bei hohen Motordrehzahlen
im Vollastbetrieb die Temperatur so stark ansteigt, daß der Katalysator überhitzt wird. Derartige Überhitzungen
führen zu einer frühzeitigen Alterung des Katalysators und mitunter zusätzlich zu einer Zerstörung des monolitischen
Katalysatorträgers.
Die bisher angewandten Gegenmaßnahmen zur Verhütung einer Katalysatorüberhitzung wie Absenkung der maximalen
Motordrehzahl oder Überfettung des Kraftstoff-Luftgemisches sind mit erheblichen Nachteilen hinsichtlich der
Motorleistung oder des Kraftstoffverbrauchs behaftet.
Es besteht daher die Aufgabe, ein Verfahren zur Erzeugung
einer optimalen Betriebstemperatur für den Abgaskatalysator von Verbrennungsmotoren zu erzeugen, das weder hinsichtlich
des Leistungsverhaltens noch des Kraftstoffverbrauches nachteilig ist.
Diese Aufgabe wird durch das in dem Patentanspruch beschriebene Verfahren gelöst.
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- Daim 15 512/4
Die Erfindung beruht also darauf, daß man das Motorabgas in zwei Teilströme teilt, von denen einer gekühlt
ι
und der andere nicht gekühlt wird, die beiden Teilströme vor dem Katalysator wieder vereinigt und die Katalysatortemperatur
durch Veränderung des Mengenverhältnisses der beiden Teilströme regelt.
Unterhalb der Betriebstemperatur des Katalysators, z.B. in der Warmlaufphase des Motors, wird die Menge des gekühlten
Teilstroms praktisch auf Null gebracht, so daß der Katalysator durch den ungekühlten Teilstrom möglichst
schnell auf seine Anspringtemperatur gebracht wird. Diese Regelung wird so lange beibehalten, bis der Katalysator
seine optimale Betriebstemperatur erreicht hat. Bei Überschreiten der optimalen Betriebstemperatur wird die
Menge des ungekühlten Teilstroms verringert und die Menge des gekühlten Teilstroms vergrößert, so daß der Katalysator
mit einem kühleren Abgas beaufschlagt wird und dadurch die Solltemperatur im Katalysator wieder erreicht
wird.
Der nicht gekühlte Teilstrom kann in einem normalen Abgasrohr geführt werden, dessen Innendurchmesser so bemessen
sein muß, daß es den gesamten Abgasstrom aufnehmen kann, da in der Warmlaufphase ja praktisch der gesamte Abgasstrom
durch diese Leitung geführt wird. Zweckmäßig ist es jedoch, zur Erzielung eines möglichst raschen Temperaturanstiegs
im Katalysator dieses Rohr mit einer thermischen Isolierung zu versehen, die bevorzugt als keramische
Innenauskleidung ausgeführt wird.
β - Daim 15 512/4
Die Kühlung des anderen Teilstroms kann im einfachsten Fall dadurch geschehen, daß ein nicht isoliertes Abgasrohr
verwendet wird. Zweckmäßig ist es jedoch, die Kühlwirkung durch eine Verrippung zu verstärken oder das Abgas
durch einen besonderen Kühler zu leiten. Es ist häufig güngstig, die Rohrleitungen für den gekühlten Abgasstrom
so zu bemessen, daß sie das gesamte Fahrzeugabgas aufnehmen können, d.h. daß bei sehr hoher Motorleistung
und daraus resultierendem sehr heißem Abgas die gesamte Abgasmenge gekühlt werden kann. Die Kühlleistung in dem
zu kühlenden Teilstrom soll so bemessen werden, daß auch unter extremen Bedingungen wie hohe Außentemperatur und
hohe Motorbelastung die maximal zulässige Katalysatortemperatur nicht überschritten werden kann. Je nach Motorauslegung
und Temperaturfestigkeit des Katalysators kann es jedoch auch ausreichen, wenn der zu kühlende Teilstrom
nicht das gesamte Abgas des Motors aufnehmen kann und damit die Menge des ungekühlten Teilstroms nicht Null wird.
Die Mengenregelung der beiden Teilströme aufgrund der Katalysatortemperatur
kann durch entsprechende Regelventile innerhalb der einzelnen Teilstromzweige oder an der Verzweigungs-
oder Zusammenführungsstelle der beiden Teilströme erfolgen und bietet für einen Fachmann keinerlei
Schwierigkeiten. Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist
nicht nur die Einhaltung einer optimalen Katalysatortemperatur möglich, sondern durch die Kühlung des Abgases
erfolgt gleichzeitig auch eine Volumenverminderung des Abgases, was sich in einer Verminderung des durch den Katalysator
erzeugten Abgasgegendrucks bemerkbar macht.
Claims (1)
- Daimler-Benz Aktiengesellschaft Daim 15 512/4Stuttgart EPT Dr.Am-pfa24.2.1984Patentanspruch
10Verfahren zur Erzeugung einer optimalen Betriebstemperatur für den Abgaskatalysator von Verbrennungsmotoren, dadurch gekennz eichnet, daß man das Motorabgas in zwei Teilströme teilt, von denen einer gekühlt und der andere nicht gekühlt wird, die Teilströme vor dem Katalysator wieder vereinigt und die Katalysatortemperatur durch Veränderung des Mengen-Verhältnisses der beiden Teilströme regelt.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19843406968 DE3406968A1 (de) | 1984-02-25 | 1984-02-25 | Verfahren zur erzeugung einer optimalen abgaseingangstemperatur fuer den abgaskatalysator von verbrennungsmotoren |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19843406968 DE3406968A1 (de) | 1984-02-25 | 1984-02-25 | Verfahren zur erzeugung einer optimalen abgaseingangstemperatur fuer den abgaskatalysator von verbrennungsmotoren |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3406968A1 true DE3406968A1 (de) | 1985-03-28 |
Family
ID=6228882
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19843406968 Withdrawn DE3406968A1 (de) | 1984-02-25 | 1984-02-25 | Verfahren zur erzeugung einer optimalen abgaseingangstemperatur fuer den abgaskatalysator von verbrennungsmotoren |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3406968A1 (de) |
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-
1984
- 1984-02-25 DE DE19843406968 patent/DE3406968A1/de not_active Withdrawn
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