DE3501923A1 - Device for the reduction of poison gases in the exhaust from internal combustion engines - Google Patents
Device for the reduction of poison gases in the exhaust from internal combustion enginesInfo
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Abstract
Description
Einrichtung zur Senkung der Giftgasanteile im Abgas von BrennkraftmaschinenDevice for reducing the proportion of poisonous gases in the exhaust gas from internal combustion engines
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Senkung der Giftgasanteile bei Brennkraftmaschinen. Gemeint ist im speziellen die Reduzierung der CO-und CH-Anteile sowie die Senkung der NOx-Anteile im Abgas von Brennkraftmaschinen.The invention relates to a device for reducing the proportion of poisonous gases in internal combustion engines. What is meant in particular is the reduction of the CO and CH proportions as well as the lowering of the NOx proportions in the exhaust gas of internal combustion engines.
Versuche mit einer hochwärmeisolierten Auspuffanlage brachten keine Oxidation der CO und CH, obwohl ausreichend Sauerstoff im Abgas vorhanden war. Der Grund hierfür bestand darin, daß die Auspuffgase infolge der hohen Wärmeisolierung etwa mit doppelter Geschwindigkeit durch die Auspuffanlage rasen und keine Zeit für eine Durchmischung und Oxidation verblieb.Try a highly thermally insulated exhaust system did not cause any oxidation of the CO and CH, although there was sufficient oxygen in the exhaust gas. The reason this consisted in the fact that the exhaust gases as a result of the high thermal insulation at about twice the speed Speed through the exhaust system and there was no time for mixing and oxidation.
Die Erfindung behebt unter anderem diesen Nachteil.The invention overcomes this disadvantage, among other things.
Nach der Erfindung soll jedoch nicht nur CO und CH durch Nachoxidation stark reduziert , sondern durch weitere Maßnahmen auch die NOx stark gesenkt werden, wobei neben einer Abgasrückführung (AGR) auch eine Zusatzluftzuführung in bestimmten Bereichen vorgesehen ist, um CO und CH zusätzlich zu senken.According to the invention, however, not only CO and CH should be greatly reduced by post-oxidation, but also by further measures also the NOx are greatly reduced, whereby in addition to an exhaust gas recirculation (EGR) also an Additional air supply provided in certain areas is to additionally reduce CO and CH.
Die Lösung der Aufgabe hinsichtlich Senkung der CO- und CH-Anteile besteht darin , daß in Verbindung mit der Auspuffanlage eine Oxidationskammer angeordnet ist, die einen kleineren Strömungswiderstand als das Auspuffrohr aufweist.The solution to the problem with regard to lowering the CO and CH proportions is that in connection with the Exhaust system an oxidation chamber is arranged, which has a smaller flow resistance than the exhaust pipe having.
Wesentlich ist auch, daß die Auspuffanlage bis einschließlich der Oxidationskammer wärmeisoliert ist.It is also essential that the exhaust system up to and including the oxidation chamber is thermally insulated.
Um dem infolge der Wärmeisolierung der Auspuffanlage schnell hindurchströmenden Gas die Geschwindigkeit zu nehmen, und dabei ein zwangsweises Durchmischen und an glühenden Metallteilen eng entlang zu führen, wird nach einem weiteren Merkmal der Erfindung eine besondere Oxidationskammer eingesetzt.To that due to the thermal insulation of the exhaust system Rapidly flowing gas slows down, and thereby a forced mixing and According to a further feature of the invention, guiding closely along glowing metal parts becomes a special one Oxidation chamber used.
Ein weiteres Erfindungsmerkmal besteht darin, daß die Mischbildungsmittel zur Regulierung des Sauerstoffanteils im Abgas vorhanden sind.Another feature of the invention is that the Mixing agents for regulating the oxygen content in the exhaust gas are present.
Diese Gemischbildungsmittel dienen unter anderem zur Regulierung des Sauerstoffanteils im Abgas, weil dafür gesorgt werden muß, daß ein Überschuss von Sauerstoff im Abgas gegenüber CO und CH vorhanden sein muß. Die Einrichtung für diese Gemischbildung wird zusätzlichThese mixture-forming agents are used, among other things, to regulate the proportion of oxygen in the exhaust gas, because it is for this it must be ensured that there must be an excess of oxygen in the exhaust gas compared to CO and CH. The facility for this mixture formation is additionally
dafür eingesetzt, um eine Abgasrückführung so in den r used for an exhaust gas recirculation so in the r
Gemischstrom zu führen, daß auch dadurch eine Gemischverbesserung stattfindet. Mit dieser Maßnahme werden die NOx-Anteile gesenkt.To lead mixture flow that also thereby a mixture improvement takes place. With this measure will be the NOx shares are reduced.
Um eine Nachverbrennung von CO und CH mittels Verbindung mit Sauerstoff zu erreichen, ist neben hoher Temperaturd.h. guter Wärmeisolierung - eine Herabsetzung der Geschwindigkeit der Auspuffgase, einer Zwangsdurchmischung von CO und CH mit 02 und eine enge Führung der Gase an glühendem Metall notwendig. Die Herabsetzung der Geschwindigkeit bringt einen längeren Zeitraum, der auch für die Oxidation notwendig ist.In order to achieve post-combustion of CO and CH by combining them with oxygen, in addition to high temperature i.e. good thermal insulation - a decrease in the speed of the exhaust gases, a forced mixing of CO and CH with 02 and a close guidance of the gases on glowing metal is necessary. The decrease in speed brings a longer period of time, which is also necessary for the oxidation.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt: The invention is explained in more detail below using an exemplary embodiment. It shows:
Fig. 1 einen Längsschnitt der mit der Auspuffanlage verbundenen Oxidationskammer 1.Fig. 1 is a longitudinal section of the connected to the exhaust system Oxidation chamber 1.
Fig. 2 eine Einrichtung für Abgasrückführung (AGR) und Zusatzluftzuführung 7.2 shows a device for exhaust gas recirculation (EGR) and additional air supply 7.
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Figur 3 einen Schnitt der Einrichtung 7 gemäss Linie A-A.Figure 3 shows a section of the device 7 according to the line A-A.
Figur 4 einen Querschnitt durch eine Oxidationszelle 3.FIG. 4 shows a cross section through an oxidation cell 3.
Die Oxidationskammer 1 ist mit Oxidationszellen 3 versehen, die mit Abständen 5 angeordnet sind. Die Oxidationszellen 3 sind mit vielen kleinen Durchgängen versehen, die mittels wärmefester Metallstreifen 4 gebildet werden. Infolge der Wärmeisolierung des Auspuffs 2 entstehen in diesen Temperaturen von 6000C und darüber. Das Metall wird glühend und fördert damit die Oxidation.The oxidation chamber 1 is provided with oxidation cells 3 which are arranged at intervals 5. The oxidation cells 3 are provided with many small passages which are formed by means of heat-resistant metal strips 4. As a result of the thermal insulation of the exhaust 2, temperatures of 600 ° C. and above arise in these. The metal becomes glowing and thus promotes oxidation.
Die zwischen den Oxidationszellen 3 angeordneten Zwischenräume 5 verändern zusätzlich die Geschwindigkeit der Auspuffgase, wodurch eine Durchmischung stattfindet. Diese wird noch gefördert durch angebrachte Mischelemente 6.The spaces 5 arranged between the oxidation cells 3 also change the speed of the exhaust gases, whereby mixing takes place. This is still promoted by attached mixing elements 6.
Die Oxidationskammer wird im Durchmesser etwa doppelt so groß ausgeführt wie das Auspuffrohr 2. Damit wird die Geschwindigkeit der Auspuffgase auf 1/4 reduziert. Die Metallteile der engen Durchgänge 4 nehmen 15% des Durchgangs. So wird die Geschwindigkeit der Auspuffgase immer noch auf 30% reduziert, bzw. die Verweilzeit zur Oxidation um über 330% verlängert.The diameter of the oxidation chamber is about twice as large as that of the exhaust pipe 2. This makes the Exhaust gas speed reduced to 1/4. The metal parts of the narrow passages 4 take up 15% of the Passage. So the speed of the exhaust gases is still reduced to 30%, or the dwell time to Oxidation extended by over 330%.
Durch die Summe der kombinierten MaßnahmenBy the sum of the combined measures
1. Wärmeisolierung der Auspuffanlage1. Thermal insulation of the exhaust system
2. Oxidationszellen mit sehr engen Durchgangskanälen 3. Anordnung derselben mit Zwischenräumen in einer Oxidationskammer2. Oxidation cells with very narrow passageways 3. Arrangement of the same with spaces in between Oxidation chamber
4. Anordnung von Mischelementen 6 in den Zwischenräumen 54. Arrangement of mixing elements 6 in the spaces 5
5. Vergrößerung der Durchgangszeit der Abgase in der Oxidationskammer5. Increase the passage time of the exhaust gases in the Oxidation chamber
wird eine hohe Oxidation von CO und CH möglich.a high oxidation of CO and CH is possible.
Es sollen jedoch auch die NOx gesenkt werden. Dies wird durch eine Abgasrückführung in der Einrichtung 7 vorgenommen. Durch die besondere Art derselben mittels Durchströmung der Abgase durch den engen Schlitz 9 stromab des Vergasers 12 entsteht eine gute Durchmischung des Brennstoff-Luftgemisches, wodurch Magerbetrieb ermöglicht wird. Dieser ist notwendig, wenn wenig CO und CH und genügend 02 im Abgas sein sollen zwecks Nachoxidation ohne Luftzuführung in die Auspuffanlage.However, the NOx should also be reduced. This is achieved through exhaust gas recirculation in the device 7 made. Due to the special nature of the same by means of the exhaust gas flowing through the narrow slot 9 downstream of the carburetor 12 results in a good mixing of the fuel-air mixture, which enables lean operation will. This is necessary if there should be little CO and CH and enough 02 in the exhaust gas for the purpose of post-oxidation without Air supply to the exhaust system.
Die Verbesserung der Durchmischung des Kraftstoff-Luftgemisches wird zusätzlich erbracht, indem auf der gegen-The improvement of the mixing of the fuel-air mixture is additionally provided by on the opposite
über liegenden Seite des Schlitzes 9 über den engen Schlitz 11 Zusatzluft zugeführt wird.11 additional air is supplied over lying side of the slot 9 via the narrow slot 11.
Die Abgasrückführung ist bei Leerlauf des Motors geschlossen. Mit einem gewissen Nachlauf wird die Steuerung 14 in der AGR geöffnet. Die gewünschte Menge von Abgas zum Kraftstoff-Luftgemisch in Höhe von 6 - 12 % im Teillastbereich wird durch die Schlitzgröße 9 bestimmt. Bei Vollast beträgt der Anteil von Abgas nur noch etwa 3%. Die Steuerung der Abgasrückführung wird durch mechanische Verbindung zur Steuerung der Vergaserdrosselklappe 13 vorgenommen. So ist bei Schubbetrieb die Abgasrückführung geschlossen, was vorteilhaft für die Verbrennung im Motor ist.The exhaust gas recirculation is closed when the engine is idling. With a certain lag, the controller 14 is in the EGR open. The desired amount of exhaust gas to the fuel-air mixture in the amount of 6 - 12% in the partial load range is determined by the slot size 9. At full load, the proportion of exhaust gas is only around 3%. The control the exhaust gas recirculation is carried out by a mechanical connection to the control of the carburetor throttle valve 13. So is the exhaust gas recirculation is closed during overrun, which is advantageous for the combustion in the engine.
Die Zusatzluft-Zuführung 15 wird elektromagnetisch gesteuert j, und zwar so, daß beim Beschleunigen des Motors ab etwaThe additional air supply 15 is electromagnetically controlled j, in such a way that when accelerating the engine from about
1.800 1/min die Luftzuführung geöffnet wird und Herabgehen 't der Drehzahl des Motors bei 1.800 1/min oder weiter unten1,800 rpm the air supply is opened and the engine speed doesn't go down at 1,800 rpm or below
bei etwa 1.2oo 1/min geschlossen wird.is closed at about 1,2oo 1 / min.
Diese Steuerung hat zwei Vorteile. Beim Beschleunigen kommt die Zusatzluft nicht gleich beim öffnen der Drosselklappe sondern erst, wenn der Motor 1.800 1/min überschreitet.This control has two advantages. When accelerating, the additional air does not come when the throttle valve is opened but only when the engine exceeds 1,800 rpm.
Damit wird Ruckein des Motors beim Beschleunigen vermieden.This prevents the engine from jerking when accelerating.
Bei Schubbetrieb, also Herabgehen der Drehzahl des Motors , bleibt die Zusatzluftzuführung bis nahe Leerlauf geöffnet. Damit wird vom Ansaugkrümmer abgesaugtes Benzinkondensat einmal im Motor verbrannt und zum anderen steht zusätzlich Sauerstoff für die Nachoxidation in der Auspuffanlage zur Verfügung.In overrun mode, i.e. when the engine speed drops, the additional air supply remains open until it is close to idling. This means that gasoline condensate extracted from the intake manifold is burned once in the engine and also stands on the other Oxygen is available for post-oxidation in the exhaust system.
Mit der Einrichtung nach der Erfindung werden nicht nur CO und CH in der Auspuffanlage durch Machoxidation sehr stark gesenkt, sondern es wird auch die Bildung von NOx reduziert. Testergebnisse brachten eine Senkung der Giftanteile im Abgas um 60 - 70%.With the device according to the invention, not only are CO and CH in the exhaust system very high due to Mach oxidation is greatly reduced, but the formation of NOx is also reduced. Test results showed a reduction in the proportion of toxins in the exhaust gas by 60 - 70%.
-if*-if *
Damit werden die für die EG vorgesehenen neuen Grenzwerte ECE 15-o5 um über 30% unterschritten, ohne daß teure Einrichtungen,wie Katalysatoren, benötigt werden.This means that the new ECE 15-o5 limit values planned for the EC are undercut by more than 30% without expensive ones Facilities such as catalytic converters are needed.
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DE19853501923 DE3501923A1 (en) | 1985-01-22 | 1985-01-22 | Device for the reduction of poison gases in the exhaust from internal combustion engines |
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DE19853501923 DE3501923A1 (en) | 1985-01-22 | 1985-01-22 | Device for the reduction of poison gases in the exhaust from internal combustion engines |
Publications (1)
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DE3501923A1 true DE3501923A1 (en) | 1986-07-24 |
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ID=6260397
Family Applications (1)
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DE19853501923 Withdrawn DE3501923A1 (en) | 1985-01-22 | 1985-01-22 | Device for the reduction of poison gases in the exhaust from internal combustion engines |
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DE (1) | DE3501923A1 (en) |
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