DE602005005357T2 - Filterungsstruktur, insbesondere eine partikelfilterstruktur für abgase einer brennkraftmaschine und entsprechende auspuffanlage - Google Patents

Filterungsstruktur, insbesondere eine partikelfilterstruktur für abgase einer brennkraftmaschine und entsprechende auspuffanlage Download PDF

Info

Publication number
DE602005005357T2
DE602005005357T2 DE602005005357T DE602005005357T DE602005005357T2 DE 602005005357 T2 DE602005005357 T2 DE 602005005357T2 DE 602005005357 T DE602005005357 T DE 602005005357T DE 602005005357 T DE602005005357 T DE 602005005357T DE 602005005357 T2 DE602005005357 T2 DE 602005005357T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
adhesion
area
upstream
region
downstream
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Active
Application number
DE602005005357T
Other languages
English (en)
Other versions
DE602005005357D1 (de
Inventor
Vincent Gleize
Anthony Briot
Patrick Girot
Sebastien Bardon
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Saint Gobain Centre de Recherche et dEtudes Europeen SAS
Original Assignee
Saint Gobain Centre de Recherche et dEtudes Europeen SAS
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 Saint Gobain Centre de Recherche et dEtudes Europeen SAS filed Critical Saint Gobain Centre de Recherche et dEtudes Europeen SAS
Publication of DE602005005357D1 publication Critical patent/DE602005005357D1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE602005005357T2 publication Critical patent/DE602005005357T2/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • F01N3/022Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters characterised by specially adapted filtering structure, e.g. honeycomb, mesh or fibrous
    • F01N3/0222Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters characterised by specially adapted filtering structure, e.g. honeycomb, mesh or fibrous the structure being monolithic, e.g. honeycombs
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2450/00Methods or apparatus for fitting, inserting or repairing different elements
    • F01N2450/28Methods or apparatus for fitting, inserting or repairing different elements by using adhesive material, e.g. cement
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Filtering Of Dispersed Particles In Gases (AREA)
  • Filtering Materials (AREA)
  • Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Exhaust Silencers (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Filteraufbau, insbesondere einen Partikelfilter für die Auspuffgase eines Verbrennungsmotors, von dem Typ, der folgendes aufweist:
    • – mindestens ein erstes und ein zweites Filterorgan, wobei jedes Filterorgan eine Fläche für den Eintritt der Gase und eine Fläche für den Austritt der Gase aufweist, die über mindestens zwei seitliche Flächen miteinander verbunden sind, wobei das erste und das zweite Filterorgan jeweils eine erste und eine zweite seitliche Fläche aufweisen, die einander gegenüberliegend angeordnet sind; und
    • – ein Verbindungsmaterial zum Verbinden der Flächen, das sich zwischen den Flächen erstreckt;
    wobei die erste seitliche Fläche in ihrer stromaufwärtigen Hälfte einen ersten Bereich mit einer geringen oder gar keiner Haftung an dem Verbindungsmaterial aufweist, der in Längsrichtung stromaufwärts durch einen stromaufwärtigen Bereich mit einer starken Haftung an dem Verbindungsmaterial begrenzt ist;
    wobei sich jeder Bereich der ersten Fläche, der eine geringe oder gar keine Haftung an dem Verbindungsmaterial besitzt, im wesentlichen gegenüber von einem Bereich der zweiten Fläche befindet, der eine starke Haftung an dem Verbindungsmaterial besitzt, und wobei sich jeder Bereich der ersten Fläche, der eine starke Haftung an dem Verbindungsmaterial besitzt, im wesentlichen gegenüber von einem Bereich der zweiten Fläche befindet, der eine geringe oder gar keine Haftung an dem Verbindungsmaterial besitzt.
  • Solche Aufbauten werden insbesondere in Vorrichtungen zum Reinigen der Auspuffgase von Verbrennungsmotoren verwendet. Diese Vorrichtungen weisen einen Auspufftopf mit einem Organ für die katalytische Reinigung und einem Partikelfilter auf, wobei diese in Reihe angeordnet sind. Das Organ für die katalytische Reinigung ist für die Behandlung von in der Gasphase befindlichen Schadstoffemissionen ausgelegt, während der Partikelfilter dazu ausgelegt ist, von dem Motor abgegebene Rußpartikel zurückzuhalten.
  • Bei einem bekannten Aufbau von dem vorstehend genannten Typ ( FR-A-2 853 256 ) weisen die Filterorgane eine Anordnung von benachbarten Leitungen mit parallelen Achsen auf, die durch poröse Filterwände voneinander getrennt sind. Diese Leitungen erstrecken sich zwischen der Eintrittfläche der zu filternden Auspuffgase und der Austrittfläche der gefilterten Auspuffgase. Diese Leitungen sind außerdem an dem einen oder anderen ihrer Enden verschlossen, um an der Eintrittfläche offene Eintrittkammern und an der Austrittfläche offene Austrittkammern zu begrenzen.
  • Solche Aufbauten arbeiten gemäß einer Abfolge von Filtrations- und Regenerationsphasen. In den Filtrationsphasen lagern sich die von dem Motor abgegebenen Rußpartikel an den Wänden der Eintrittkammern ab. Der Druckverlust über den Filter nimmt progressiv zu. Nach dem Überschreiten eines vorgegebenen Wertes dieses Druckverlustes wird eine Regenerationsphase durchgeführt.
  • In der Regenerationsphase werden die Rußpartikel, die im wesentlichen aus Kohlenstoff bestehen, mit Hilfe von zusätzlichen Heizeinrichtungen an den Wänden der Eintrittkammern verbrannt, um die ursprünglichen Eigenschaften des Aufbaus wiederherzustellen.
  • Die Verbrennung von Ruß im Filter findet jedoch nicht auf gleichförmige Weise statt. Die Verbrennung beginnt stromaufwärts und in der Mitte des Filters und pflanzt sich daraufhin fort. In den Regenerationsphasen treten im Filter Temperaturgradienten auf.
  • Die Temperaturgradienten im Inneren des Filteraufbaus erzeugen örtliche Dehnungen mit unterschiedlichen Amplituden und infolgedessen Längs- und Querbeanspruchungen in den und/oder zwischen den verschiedenen Filterorganen.
  • Diese starken thermomechanischen Beanspruchungen stellen die Ursache von Rissen in den Filterorganen und/oder in den Verbindungsmaterialien zwischen diesen Filterorganen dar.
  • Um die Gefahr des Auftretens solcher Risse einzuschränken, schlägt die vorstehend genannte Anmeldung FR-A-2 853 256 vor, an den ersten und zweiten Flächen Bereiche mit einer geringen oder gar keiner Haftung an dem Verbindungsmaterial herzustellen, insbesondere durch das Aufbringen einer Antihaftbeschichtung in einem solchen Bereich. Das Vorhandensein dieser Bereiche ermöglicht es, die thermomechanischen Beanspruchungen im Verbindungsmaterial abzumildern, und – falls diese Beanspruchungen zu stark sind – die Ausbreitung von gegebenenfalls auftretenden Rissen im Verbindungsmaterial entlang dieser Bereiche zu leiten.
  • Das Vorsehen der Bereiche mit einer geringen oder gar keiner Haftung an dem Verbindungsmaterial ermöglicht es ferner, die Filterorgane entgegen dem auf die Eintrittflächen der Filterorgane einwirkenden Druck der Auspuffgase zu halten, wenn das Verbindungsmaterial Risse aufweist.
  • Die Erfindung hat in erster Linie die Aufgabe, den Halt der Filterorgane entgegen dem Druck, der bei den Arbeitsschritten zum Montieren des Partikelfilters in der Auspuffleitung auf einen oder mehrere Teile des Filters ausgeübt wird, bzw. entgegen dem Druck der Auspuffgase während der Verwendung des Filters weiter zu verbessern.
  • Zu diesem Zweck hat die Erfindung einen Filteraufbau von dem vorstehend genannten Typ zum Gegenstand, der dadurch gekennzeichnet ist, daß der stromaufwärtige Bereich mit einer starken Haftung in Längsrichtung stromaufwärts durch einen zweiten Bereich begrenzt ist, der eine geringe oder gar keine Haftung an dem Verbindungsmaterial besitzt.
  • Der erfindungsgemäße Filteraufbau kann eines oder mehrere der folgenden Merkmale entweder für sich allein oder gemäß jeglicher technisch machbaren Kombination aufweisen:
    • – der zweite Bereich mit einer geringen oder gar keiner Haftung an dem Verbindungsmaterial erstreckt sich bis zur Eintrittfläche;
    • – die maximale Länge des stromaufwärtigen Bereichs, der eine starke Haftung an dem Verbindungsmaterial besitzt, ist kleiner als die oder im wesentlichen gleich der minimalen Länge der benachbarten Bereiche, die eine geringe oder gar keine Haftung an dem Verbindungsmaterial besitzen;
    • – die maximale Länge des stromaufwärtigen Bereichs ist kleiner als ein Fünftel der gesamten Länge des ersten Filterorgans;
    • – eine von der ersten und der zweiten seitlichen Fläche weist in ihrer stromabwärtigen Hälfte einen stromabwärtigen Bereich mit einer starken Haftung an dem Verbindungsmaterial auf, der stromaufwärts und stromabwärts durch jeweilige Bereiche mit einer geringen oder gar keiner Haftung an dem Verbindungsmaterial begrenzt ist;
    • – der Bereich mit einer geringen oder gar keiner Haftung an dem Verbindungsmaterial, der stromabwärts dem stromabwärtigen Bereich benachbart ist, erstreckt sich bis zur Austrittfläche;
    • – die maximale Länge des stromabwärtigen Bereichs, der eine starke Haftung an dem Verbindungsmaterial besitzt, ist kleiner als die oder im wesentlichen gleich der minimalen Länge der benachbarten Bereiche, die eine geringe oder gar keine Haftung an dem Verbindungsmaterial besitzen;
    • – der stromabwärtige Bereich erstreckt sich bis auf die erste Fläche;
    • – die eine von der ersten und der zweiten seitlichen Fläche weist zwischen dem stromaufwärtigen Bereich und dem stromabwärtigen Bereich mindestens einen dazwischenliegenden Bereich mit einer starken Haftung an dem Verbindungsmaterial sowie benachbarte Bereiche mit einer geringen oder gar keiner Haftung an dem Verbindungsmaterial auf, die sich stromaufwärts bzw. stromabwärts von dem dazwischenliegenden Bereich befinden; und
    • – die Längen des stromabwärtigen Bereichs, des stromaufwärtigen Bereichs und des dazwischenliegenden Bereichs sind im wesentlichen identisch.
  • Die Erfindung hat ferner eine Auspuffleitung zum Gegenstand, die dadurch gekennzeichnet ist, daß sie einen Aufbau gemäß der vorstehenden Definition aufweist.
  • Es werden nun Beispiele für die Anwendung der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben. Dabei zeigen:
  • 1 eine perspektivische Ansicht eines ersten erfindungsgemäßen Filteraufbaus;
  • 2 eine auseinandergezogene, perspektivische Teilansicht des Filteraufbaus gemäß 1;
  • 3 eine Draufsicht auf zwei einander gegenüberliegende Flächen der Filterorgane gemäß 2;
  • 4 eine Teilansicht des ersten Filteraufbaus im Schnitt entlang der Längsebene IV-IV gemäß 1 nach mehreren Regenerationszyklen des Filteraufbaus;
  • 5 eine Ansicht eines zweiten erfindungsgemäßen Filteraufbaus analog zu 3;
  • 6 eine Ansicht des zweiten erfindungsgemäßen Filteraufbaus analog zu 4;
  • 7 eine Ansicht eines dritten erfindungsgemäßen Filteraufbaus analog zu 3; und
  • 8 eine Ansicht des dritten erfindungsgemäßen Filteraufbaus analog zu 4.
  • Der in 1 dargestellte Partikelfilter 11 ist in einer teilweise dargestellten Auspuffleitung 13 für die Abgase eines Dieselmotors eines Kraftfahrzeugs angeordnet.
  • Diese Auspuffleitung 13 setzt sich über die Enden des Partikelfilters 11 hinaus fort und begrenzt einen Strömungskanal der Auspuffgase.
  • Der Partikelfilter 11 erstreckt sich entlang einer Längsrichtung X-X' der Strömung von Auspuffgasen. Er weist eine Vielzahl von Filterblöcken 15 auf, die durch Verbindungsmaterialien 17 miteinander verbunden sind.
  • Jeder Filterblock 15 besitzt im wesentlichen die Form eines rechtwinkligen Parallelepipeds mit einer Längserstreckung in der Längsrichtung X-X'.
  • Der Ausdruck "Filterblock" bezeichnet im weiteren Sinne eine Anordnung mit einer Eintrittfläche, einer Austrittfläche und mindestens zwei seitlichen Flächen (bei dem dargestellten Beispiel vier seitlichen Flächen), welche die Eintrittfläche mit der Austrittfläche verbinden.
  • Wie in 2 dargestellt, weist jeder Filterblock 15A, 15B einen porösen Filteraufbau 19, eine Fläche 21 für den Eintritt der zu filternden Auspuffgase, eine Fläche 23 für den Austritt der gefilterten Auspuffgase, und vier seitliche Flächen 24 auf.
  • Der poröse Filteraufbau 19 ist aus einem Filtermaterial hergestellt, das aus einem monolithischen Aufbau, insbesondere aus Keramik (Cordierit, Siliziumkarbid o. dgl.), besteht.
  • Dieser Aufbau 19 besitzt eine ausreichende Porosität, um den Durchtritt der Auspuffgase zu ermöglichen. Der Porendurchmesser hingegen ist auf an sich bekannte Weise ausreichend klein gewählt, um das Zurückhalten der Rußpartikel zu gewährleisten (zwischen 5 und 100 Mikrometer).
  • Der poröse Aufbau 19 weist eine Anordnung von nebeneinanderliegenden Leitungen auf, deren Achsen zur Längsrichtung X-X' parallel sind. Diese Leitungen sind durch poröse Filterwände 25 voneinander getrennt. Bei dem in 2 dargestellten Beispiel besitzen diese Wände 25 eine konstante Dicke und erstrecken sich in dem Filteraufbau 19 in der Längsrichtung von der Eintrittfläche 21 bis zur Austrittfläche 23.
  • Die Leitungen sind in eine erste Gruppe von Eintrittleitungen 27 und eine zweite Gruppe von Austrittleitungen 29 unterteilt. Die Eintrittleitungen 27 und die Austrittleitungen 29 sind in entgegengesetzten Richtungen zueinander angeordnet.
  • Die Eintrittleitungen 27 sind an der Austrittfläche 23 des Filterblocks 15A, 15B verschlossen und an ihrem anderen Ende offen.
  • Die Austrittleitungen 29 hingegen sind an der Eintrittfläche 21 des Filterblocks 15A, 15B verschlossen und münden an dessen Austrittfläche 23 aus.
  • Bei dem in 1 dargestellten Beispiel besitzen die Eintrittleitungen 27 und die Austrittleitungen 29 über ihre gesamte Länge einen konstanten Querschnitt.
  • Wie in 2 dargestellt, sind die einander gegenüberliegenden seitlichen Flächen 24A und 24B der Blöcke 15A und 15B eben.
  • Wie in den 2 und 3 dargestellt, weist jede ebene Fläche 24A, 24B eines Filterblocks, die einem anderen Block gegenüberliegt, mindestens einen Bereich 33 auf, der fest mit dem Verbindungsmaterial 17 verbunden ist, sowie mindestens einen Bereich 35, der bei der Herstellung des Aufbaus 19 mit einer Antihaftbeschichtung oder -kaschierung bedeckt wird. Diese Beschichtung ist beispielsweise auf der Basis von Papier, Polytetrafluorethylen, Polyethylen, Polypropylen, Graphit oder Bornitrid ausgebildet.
  • Die Haftung zwischen dem Verbindungsmaterial 17 und den ebenen Flächen 24 der Filterblöcke 15 in den Bereichen 33 mit einer starken Haftung an dem Verbindungsmaterial ist mindestens l0-mal stärker als diejenige der Bereiche 35 mit einer geringen oder gar keiner Haftung an dem Verbindungsmaterial 17. Die Haftung der Bereiche 35 mit einer geringen oder gar keiner Haftung an dem Verbindungsmaterial 17 liegt zwischen 0 und 50 MPa.
  • Im nachfolgenden wird durchwegs ein Bereich 33 mit einer starken Haftung an dem Verbindungsmaterial 17 als "Bereich mit einer starken Haftung" und ein Bereich 35 mit einer geringen oder gar keiner Haftung an dem Verbindungsmaterial 17 als "Bereich mit einer geringen Haftung" bezeichnet.
  • Die Anordnung der Bereiche 33 und der Bereiche 35 auf den ebenen Flächen 24 der Filterblöcke 15 ist in den 2 und 3 veranschaulicht.
  • Die erste Fläche 24A des ersten Filterblocks 15A weist in ihrer stromaufwärtigen Hälfte 36A, die stromaufwärts von einer in Querrichtung verlaufenden Mittelebene P liegt, einen stromaufwärtigen Bereich 33A mit einer starken Haftung auf, der stromabwärts – in der Figur rechts – durch einen ersten Bereich 35C mit einer geringen Haftung begrenzt ist, welcher sich zu beiden Seiten der Ebene P erstreckt.
  • Der stromaufwärtige Bereich 33A ist ferner stromaufwärts – in der Figur links – durch einen zweiten Bereich 35A mit einer geringen Haftung begrenzt, der sich bis zu der Kante 37 erstreckt, die der Eintrittfläche 21 und der ersten Fläche 24A gemeinsam ist.
  • Die erste Fläche 24A weist ferner in ihrer stromabwärtigen Hälfte 36B einen stromabwärtigen Bereich mit einer starken Haftung 33E auf, der stromaufwärts durch den ersten Bereich 35C mit einer geringen Haftung begrenzt ist, und stromabwärts durch einen dritten Bereich mit einer geringen Haftung 35G begrenzt ist, der sich bis zu der Kante 39 erstreckt, die der Austrittfläche 23 und der ersten Fläche 24A gemeinsam ist.
  • Die Bereiche 33 mit einer starken Haftung und die Bereiche 35 mit einer geringen Haftung besitzen im wesentlichen eine Rechteckform und erstrecken sich in der Querrichtung über die gesamte Breite der ersten Fläche 24A.
  • Im nachfolgenden sind die Längen durchwegs parallel zur Längsrichtung X-X' genommen.
  • Die Länge des stromaufwärtigen Bereichs 33A ist wesentlich geringer als die Gesamtlänge des ersten Filterblocks 15A. Bei dem dargestellten Beispiel beträgt das Verhältnis der Länge des stromaufwärtigen Bereichs 33A zur Gesamtlänge des Blocks 15A zwischen 0,10 und 0,15.
  • Bei diesem Beispiel ist die Länge des stromaufwärtigen Bereichs 33A geringer als die Länge des ersten Bereichs mit einer geringen Haftung 35C und im wesentlichen gleich der Länge des zweiten Bereichs mit einer geringen Haftung 35A.
  • Somit ist der Abstand zwischen dem stromabwärtigen Rand 41 des stromaufwärtigen Bereichs 33A und der Kante 37 kleiner als die Hälfte der Gesamtlänge des Blocks 15A. Der stromaufwärtige Bereich 33A befindet sich also in der Nähe der Eintrittfläche 21.
  • Die Gesamtlänge des ersten Bereichs mit einer geringen Haftung 35C ist größer als die Hälfte der Gesamtlänge des Blocks 15A, so daß der Abstand zwischen dem stromabwärtigen Rand 41 des stromaufwärtigen Bereichs 33A und dem stromaufwärtigen Rand 43 des stromabwärtigen Bereichs 33E größer als die Hälfte der Gesamtlänge des Blocks 15A ist.
  • Die Länge des stromabwärtigen Bereichs 33E ist im wesentlichen gleich der Länge des stromaufwärtigen Bereichs 33A und der Länge des dritten Bereichs 35G mit einer geringen Haftung.
  • Jeder Bereich 33A, 33E der ersten Fläche 24A, der eine starke Haftung besitzt, ist im wesentlichen gegenüber von einem Bereich 35B, 35F mit einer geringen Haftung mit einer im wesentlichen identischen Form auf der zweiten Fläche 24B angeordnet.
  • Außerdem liegt jeder Bereich 35A, 35C, 35G der ersten Fläche 24A, der eine geringe Haftung besitzt, gegenüber von einem Bereich 33B, 33D, 33H mit einer starken Haftung mit einer im wesentlichen identischen Form auf der zweiten Fläche 24B.
  • Es wird nun der Betrieb des ersten erfindungsgemäßen Filteraufbaus beschrieben.
  • Während einer Filtrationsphase (vgl. 1) werden die mit Partikeln beladenen Auspuffgase von der Auspuffleitung 13 an die Eintrittflächen 21 der Filterblöcke 15 herangeführt. Wie in 2 durch Pfeile angedeutet ist, treten sie dann in die Eintrittleitungen 27 ein und durch die Wände 25 des porösen Aufbaus 19 hindurch. Bei diesem Durchtritt lagern sich die Rußpartikel an den Wänden 25 der Eintrittleitungen 27 ab. Diese Rußpartikel lagern sich bevorzugt im Bereich der Mittelachse des Partikelfilters 11 und zur Austrittfläche 23 der Filterblöcke 15 hin (in der Zeichnung rechts) ab.
  • Die gefilterten Auspuffgase treten durch die Austrittleitungen 29 aus und werden zu dem Auslaß des Auspufftopfes hin geleitet.
  • Wenn das Fahrzeug etwa 500 km gefahren ist, so nimmt der Druckverlust über den Filter 11 beträchtlich zu. Es wird daher eine Regenerationsphase durchgeführt.
  • In dieser Phase werden die Rußpartikel durch ein Anheben der Temperatur des Filters 11 oxidiert. Diese Oxidation ist exotherm und beginnt in der Mitte und stromaufwärts vom Filter. Dies führt somit zu einem Temperaturgradienten zwischen dem stromaufwärtigen und dem stromabwärtigen Teil sowie zwischen dem Umfang und der Mitte des Filters.
  • Außerdem dehnen sich die Filterblöcke 15 und die Verbindungsmaterialien 17 unter der Einwirkung der Temperatur aus. Die lokale Amplitude dieser Ausdehnung hängt von der Temperatur ab.
  • Solche Variationen der Dehnungsamplitude als Auswirkung der Temperaturgradienten erzeugen starke thermomechanische Beanspruchungen. Das Vorhandensein von Bereichen 35 mit einer geringen Haftung ermöglicht es, die Beanspruchungen abzumildern und die Bildung von Rissen in den Filterblöcken 15 bzw. in den Verbindungsmaterialien 17 zu verhindern.
  • Wie außerdem in 4 veranschaulicht ist, kann das Verbindungsmaterial 17 in der Längsrichtung Risse entwickeln, wenn die thermomechanischen Beanspruchungen für den Aufbau zu stark sind. Die Bereiche 35 mit einer geringen Haftung und die Bereiche 33 mit einer starken Haftung sind jedoch derart ausgelegt, daß die Rissebildung in bevorzugten Zonen auftritt.
  • Gemäß der Darstellung in 4 wird die Ausbreitung von Rissen in den Verbindungsmaterialien 17 daher entlang der Bereiche 35 mit einer geringen Haftung an den ebenen Flächen 24 der Filterblöcke 15 und in Querrichtung zwischen diesen Bereichen geführt.
  • Selbst wenn das Verbindungsmaterial 17 vollständig gerissen ist, bildet der gegenüber von dem stromaufwärtigen Bereich 33A gelegene Teil 51A des Verbindungsmaterials somit einen stromaufwärtigen parallelepipedförmigen Vorsprung, der als Einheit mit dem ersten Block 15A verbunden ist. Außerdem bleiben die Teile 53A und 53B des Verbindungsmaterials, die jeweils gegenüber von den Bereichen 35A und 35C mit einer geringen Haftung angeordnet sind, als Einheit mit dem zweiten Block 15B verbunden. Diese Teile 53A und 53B begrenzen eine stromaufwärtige Ausnehmung 55A, die den Vorsprung 51A aufnimmt.
  • Auch wenn das Verbindungsmaterial 17 vollständig gerissen ist, wirken der stromaufwärtige Vorsprung 51A und die stromaufwärtige Ausnehmung 55A gemeinsam gegen den auf die Eintrittflächen 21 einwirkenden Druck der Auspuffgase und verhindern dadurch eine Verlagerung der Blöcke 15A und 15B in stromabwärtiger Richtung.
  • Der stromaufwärtige Vorsprung 51A und die stromaufwärtige Ausnehmung 55A erstrecken sich in der Nähe der Eintrittfläche 21 gegenüber von stromaufwärtigen Teilen der Blöcke 15A, 15B, in denen die thermischen Beanspruchungen vergleichsweise gering sind. Hierdurch wird der Halt der Filterblöcke 15A, 15B selbst dann auf effiziente Weise sichergestellt, wenn die stromabwärtigen Teile dieser Blöcke 15A, 15B, die starken thermischen Beanspruchungen unterliegen, eine Verschlechterung erfahren haben.
  • Außerdem bildet der dem stromabwärtigen Bereich 33E der ersten Fläche 24A gegenüberliegende Teil 51B des Verbindungsmaterials einen stromabwärtigen Vorsprung, der als Einheit mit dem ersten Block 15A verbunden ist. Der stromabwärtige Vorsprung 51B wirkt mit einer stromabwärtigen Ausnehmung 55B zusammen, die von Verbindungsmaterialteilen 53B, 53C begrenzt wird, welche sich gegenüber von den Bereichen 35C und 35G mit einer geringen Haftung erstrecken, wobei die Teile 53B und 53C als Einheit mit der zweiten Fläche 24B verbunden bleiben.
  • Falls die stromabwärtigen Teile der Blöcke 15A, 15B keine Verschlechterung erfahren haben, trägt daher auch das Zusammenwirken zwischen dem stromabwärtigen Vorsprung 51B und der stromabwärtigen Ausnehmung 55B zum Halt der Blöcke 15A und 15B bei.
  • Der in den 5 und 6 dargestellte Filter 11 unterscheidet sich von dem in 5 dargestellten durch die folgenden Merkmale.
  • Die erste Fläche 24A weist einen dazwischenliegenden Bereich 33J mit einer starken Haftung auf, der im wesentlichen in der mittleren Länge der ersten Fläche 24A liegt.
  • Dieser Bereich 33J besitzt eine Länge, die im wesentlichen gleich derjenigen des stromaufwärtigen Bereichs 33A und des stromabwärtigen Bereichs 33E ist. Die Länge des Bereichs 33J ist ferner geringer als diejenige der benachbarten Bereiche 35C und 35K mit einer geringen Haftung.
  • Wenn das Verbindungsmaterial 17 im Verlauf des Betriebs Risse entwickelt, so bildet der gegenüber von dem dazwischenliegenden Bereich 33J gelegene Teil 51C des Verbindungsmaterials einen Zwischenvorsprung. Dieser Vorsprung 51C wirkt mit einer Zwischenausnehmung 55C zusammen, welche durch die Verbindungsmaterialteile 53B und 53D begrenzt ist, die als Einheit mit der zweiten Fläche 24B verbunden sind und jeweils den Bereichen 35C, 35K mit einer geringen Haftung, die zu dem dazwischenliegenden Bereich 33J benachbart sind, gegenüberliegen.
  • Der in den 7 und 8 dargestellte Filter 11 unterscheidet sich von dem in den 5 und 6 dargestellten dadurch, daß das Verhältnis der Länge des stromaufwärtigen Bereichs 33A zur Länge des zweiten Bereichs 35C mit einer geringen Haftung größer als 0,6 ist. Bei diesem Beispiel ist das Verhältnis im wesentlichen gleich 0,75.
  • Bei einer Variante erstreckt sich der stromabwärtige Bereich 33E mit einer starken Haftung, dessen Länge im wesentlichen gleich derjenigen des stromaufwärtigen Bereichs 33A ist, bis auf die zweite Fläche 24B.

Claims (11)

  1. Filteraufbau (11), insbesondere Partikelfilter für die Auspuffgase eines Verbrennungsmotors, von dem Typ, der folgendes aufweist: – mindestens ein erstes und ein zweites Filterorgan (15A, 15B), wobei jedes Filterorgan (15A, 15B) eine Fläche (21) für den Eintritt der Gase und eine Fläche (23) für den Austritt der Gase aufweist, die über mindestens zwei seitliche Flächen (24) miteinander verbunden sind, wobei das erste und das zweite Filterorgan (15A, 15B) jeweils eine erste und eine zweite seitliche Fläche (24A, 24B) aufweisen, die einander gegenüberliegend angeordnet sind; und – ein Verbindungsmaterial (17) zum Verbinden der Flächen (24A, 24B), das sich zwischen den Flächen (24A, 24B) erstreckt; – wobei die erste seitliche Fläche (24A) in ihrer stromaufwärtigen Hälfte (36A) einen ersten Bereich (35C) mit einer geringen oder gar keiner Haftung an dem Verbindungsmaterial (17) aufweist, der in Längsrichtung stromaufwärts durch einen stromaufwärtigen Bereich (33A) mit einer starken Haftung an dem Verbindungsmaterial (17) begrenzt ist; – wobei sich jeder Bereich (35) der ersten Fläche (24A), der eine geringe oder gar keine Haftung an dem Verbindungsmaterial (17) besitzt, im wesentlichen gegenüber von einem Bereich (33) der zweiten Fläche (24B) befindet, der eine starke Haftung an dem Verbindungsmaterial (17) besitzt, und wobei sich jeder Bereich (33) der ersten Fläche (24A), der eine starke Haftung an dem Verbindungsmaterial (17) besitzt, im wesentlichen gegenüber von einem Bereich (35) der zweiten Fläche (24B) befindet, der eine geringe oder gar keine Haftung an dem Verbindungsmaterial (17) besitzt; dadurch gekennzeichnet, daß der stromaufwärtige Bereich (33A) mit einer starken Haftung in Längsrichtung stromaufwärts durch einen zweiten Bereich (35A) begrenzt ist, der eine geringe oder gar keine Haftung an dem Verbindungsmaterial (17) besitzt.
  2. Aufbau (11) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich der zweite Bereich (35A) mit einer geringen oder gar keiner Haftung an dem Verbindungsmaterial (17) bis zur Eintrittfläche (21) erstreckt.
  3. Aufbau (11) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die maximale Länge des stromaufwärtigen Bereichs (33A), der eine starke Haftung an dem Verbindungsmaterial (17) besitzt, kleiner als die oder im wesentlichen gleich der minimalen Länge der benachbarten Bereiche (35A, 35C) ist, die eine geringe oder gar keine Haftung an dem Verbindungsmaterial besitzen.
  4. Aufbau (11) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die maximale Länge des stromaufwärtigen Bereichs (33A) kleiner als ein Fünftel der gesamten Länge des ersten Filterorgans (15A) ist.
  5. Aufbau (11) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die eine von der ersten und der zweiten seitlichen Fläche (24A, 24B) in ihrer stromabwärtigen Hälfte (36B) einen stromabwärtigen Bereich (33E) mit einer starken Haftung an dem Verbindungsmaterial (17) aufweist, der stromaufwärts und stromabwärts durch jeweilige Bereiche (35C, 35K, 35G) mit einer geringen oder gar keiner Haftung an dem Verbindungsmaterial (17) begrenzt ist.
  6. Aufbau (11) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich (35G) mit einer geringen oder gar keiner Haftung an dem Verbindungsmaterial (17), der stromabwärts dem stromabwärtigen Bereich (33E) benachbart ist, sich bis zur Austrittfläche (23) erstreckt.
  7. Aufbau (11) nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die maximale Länge des stromabwärtigen Bereichs (33E), der eine starke Haftung an dem Verbindungsmaterial (17) besitzt, kleiner als die oder im wesentlichen gleich der minimalen Länge der benachbarten Bereiche (35C, 35K, 35G) ist, die eine geringe oder gar keine Haftung an dem Verbindungsmaterial (17) besitzen.
  8. Aufbau (11) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sich der stromabwärtige Bereich (33E) bis auf die erste Fläche (24A) erstreckt.
  9. Aufbau (11) nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die eine von der ersten und der zweiten seitlichen Fläche (24A, 24B) zwischen dem stromaufwärtigen Bereich (33A) und dem stromabwärtigen Bereich (33E) mindestens einen dazwischenliegenden Bereich (33J) mit einer starken Haftung an dem Verbindungsmaterial (17) sowie benachbarte Bereiche (35C, 35K) mit einer geringen oder gar keiner Haftung an dem Verbindungsmaterial (17) aufweist, die sich stromaufwärts bzw. stromabwärts von dem dazwischenliegenden Bereich (33J) befinden.
  10. Aufbau (11) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Längen des stromabwärtigen Bereichs (33E), des stromaufwärtigen Bereichs (33A) und des dazwischenliegenden Bereichs (33J) im wesentlichen identisch sind.
  11. Auspuffleitung (13), dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Aufbau (11) nach einem der vorherigen Ansprüche aufweist.
DE602005005357T 2004-12-07 2005-11-30 Filterungsstruktur, insbesondere eine partikelfilterstruktur für abgase einer brennkraftmaschine und entsprechende auspuffanlage Active DE602005005357T2 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0413030A FR2878896B1 (fr) 2004-12-07 2004-12-07 Structure de filtration, notamment filtre a particules pour les gaz d'echappement d'un moteur a combustion interne, et ligne d'echappement associee
FR0413030 2004-12-07
PCT/FR2005/002983 WO2006061488A1 (fr) 2004-12-07 2005-11-30 Structure de filtration, notamment filtre a particules pour les gaz d'echappement d'un moteur a combustion interne, et ligne d'echappement associee

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE602005005357D1 DE602005005357D1 (de) 2008-04-24
DE602005005357T2 true DE602005005357T2 (de) 2009-03-26

Family

ID=34953119

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE602005005357T Active DE602005005357T2 (de) 2004-12-07 2005-11-30 Filterungsstruktur, insbesondere eine partikelfilterstruktur für abgase einer brennkraftmaschine und entsprechende auspuffanlage

Country Status (18)

Country Link
US (1) US20090288380A1 (de)
EP (1) EP1825107B1 (de)
JP (1) JP4689680B2 (de)
CN (1) CN101072929B (de)
AT (1) ATE389102T1 (de)
AU (1) AU2005313248A1 (de)
BR (1) BRPI0516693A (de)
CA (1) CA2585100A1 (de)
DE (1) DE602005005357T2 (de)
DK (1) DK1825107T3 (de)
ES (1) ES2301088T3 (de)
FR (1) FR2878896B1 (de)
MX (1) MX2007005318A (de)
PL (1) PL1825107T3 (de)
PT (1) PT1825107E (de)
RU (1) RU2386042C2 (de)
WO (1) WO2006061488A1 (de)
ZA (1) ZA200704242B (de)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009038049A1 (de) * 2009-08-19 2011-03-10 Saint-Gobain Industriekeramik Rödental GmbH Filterelement, Partikelfilter, Verfahren zur Markierung eines Filterelements, Verfahren zur Herstellung eines Partikelfilters und Verwendung eines Filterelements
CN106756834A (zh) * 2016-12-29 2017-05-31 深圳市华星光电技术有限公司 一种真空溅镀机防着板及其制备方法

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4335783A (en) * 1980-11-10 1982-06-22 Corning Glass Works Method for improving thermal shock resistance of honeycombed structures formed from joined cellular segments
JP4511065B2 (ja) * 2000-06-05 2010-07-28 日本碍子株式会社 ハニカム構造体とハニカムフィルター、及びそれらの製造方法
JP4404497B2 (ja) * 2001-03-01 2010-01-27 日本碍子株式会社 ハニカムフィルター、及びその製造方法
JP4408183B2 (ja) * 2001-03-16 2010-02-03 日本碍子株式会社 排ガス浄化用ハニカムフィルター
PL220346B1 (pl) * 2001-10-02 2015-10-30 Ngk Insulators Ltd Sposób wytwarzania struktury plastra pszczelego
FR2833857B1 (fr) * 2001-12-20 2004-10-15 Saint Gobain Ct Recherches Corps filtrant comportant une pluralite de blocs filtrants, notamment destine a un filtre a particules
JP4279497B2 (ja) * 2002-02-26 2009-06-17 日本碍子株式会社 ハニカムフィルタ
JP4455818B2 (ja) * 2003-01-14 2010-04-21 日本碍子株式会社 セラミックハニカム構造体およびその製造方法
CN1219153C (zh) * 2003-03-30 2005-09-14 吉林大学 应用微波技术的发动机尾气处理器及其催化剂和制备方法
CN2615342Y (zh) * 2003-03-30 2004-05-12 吉林大学 载体担载有金属催化剂的发动机尾气微波处理器
FR2853255B1 (fr) * 2003-04-01 2005-06-24 Saint Gobain Ct Recherches Structure de filtration, notamment filtre a particules pour les gaz d'echappement d'un moteur a combustion interne
FR2853256B1 (fr) * 2003-04-01 2005-10-21 Saint Gobain Ct Recherches Structure de filtration, notamment filtre a particules pour les gaz d'echappement d'un moteur a combustion interne.
FR2864577B1 (fr) * 2003-12-24 2006-05-05 Saint Gobain Ct Recherches Structure de filtration, notamment filtre a particules pour les gaz d'echappement d'un moteur a combustion interne et organe d'armature destine a une telle structure
FR2865661B1 (fr) * 2004-02-04 2006-05-05 Saint Gobain Ct Recherches Structure de filtration, notamment filtre a particules pour les gaz d'echappement d'un moteur a combustion interne, et ligne d'echappement associee.
JP4434076B2 (ja) * 2005-05-23 2010-03-17 日本碍子株式会社 ハニカム構造体

Also Published As

Publication number Publication date
RU2386042C2 (ru) 2010-04-10
WO2006061488A1 (fr) 2006-06-15
ZA200704242B (en) 2008-09-25
FR2878896B1 (fr) 2007-02-16
CA2585100A1 (fr) 2006-06-15
JP4689680B2 (ja) 2011-05-25
ATE389102T1 (de) 2008-03-15
JP2008525681A (ja) 2008-07-17
PT1825107E (pt) 2008-06-05
DK1825107T3 (da) 2008-07-14
RU2007125698A (ru) 2009-01-20
MX2007005318A (es) 2007-06-25
US20090288380A1 (en) 2009-11-26
DE602005005357D1 (de) 2008-04-24
FR2878896A1 (fr) 2006-06-09
CN101072929B (zh) 2010-06-23
EP1825107B1 (de) 2008-03-12
PL1825107T3 (pl) 2008-08-29
AU2005313248A1 (en) 2006-06-15
CN101072929A (zh) 2007-11-14
BRPI0516693A (pt) 2008-09-16
ES2301088T3 (es) 2008-06-16
EP1825107A1 (de) 2007-08-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE10296366B4 (de) Reinigungsfähige Vorrichtung zur Schadstoffbeseitigung in Motorabgasen
AT396967B (de) Abgasfilter für dieselmotoren
DE102005009585A1 (de) Wabenkörper mit zerklüfteten Stirnseiten
DE602004006398T2 (de) Filtrationskonstruktion für das abgas aus einer brennkraftmaschine
EP1753520B1 (de) Reinigungseinsatz für abgasreinigungsanlagen, insbesondere für partikelfilter
WO2002010562A1 (de) Partikelfilter
EP0056584B1 (de) Bifunktionaler Filter zur Behandlung von Abgasen
DE602005005357T2 (de) Filterungsstruktur, insbesondere eine partikelfilterstruktur für abgase einer brennkraftmaschine und entsprechende auspuffanlage
WO2013182327A1 (de) Als teilfilter ausgeführter partikelfilter
WO2006114345A1 (de) FILTEREINRICHTUNG, INSBESONDERE RUßPARTIKELFILTER, FÜR EIN ABGASSYSTEM EINER BRENNKRAFTMASCHINE
EP1787705A1 (de) Filtereinrichtung, insbesondere für ein Abgassystem einer Dieselbrennkraftmaschine
WO2009016006A1 (de) Abgasanlage einer brennkraftmaschine
DE102017103555B4 (de) Partikelfilter für eine Verbrennungskraftmaschine mit einer katalytisch wirksamen Beschichtung
DE4002649A1 (de) Verfahren zum verschliessen einzelner kanaele eines keramischen wabenkoerpers
DE202007003597U1 (de) Vorrichtung zur Abgasnachbehandlung
DE102007063100A1 (de) Abgasnachbehandlungseinrichtung mit mindestens zwei Partikelfiltern
DE4106303A1 (de) Hochtemperatur-gasfilter, insbesondere dieselrussfilter
DE602004009834T2 (de) Filtrationsstruktur, wie zum beispiel ein teilchenfilter, für die abgase aus einem verbrennungsmotor und verstärkungsglied für solch eine struktur
EP1219793B1 (de) Filtereinrichtung
EP1652568A2 (de) Filtereinrichtung, insbesondere Partikelfilter für ein Abgassystem einer Brennkraftmaschine
DE20318332U1 (de) Abgasreinigungsvorrichtung für Brennkraftmaschinen
EP1499417A2 (de) Abgasfilter zum beseitigen von in den abgasstrom einer brennkraftmaschine enthaltenen partikeln
DE102006021737B4 (de) Filterelement für einen Rußpartikelfilter einer Brennkraftmaschine
DE1767532C3 (de) Abgasein- oder Austrittsboden für Katalysatormaterial zur Reinigung der Abgase von Brennkraftmaschinen
DE102013111070A1 (de) Verfahren zum Verbessern der Regenerationseffizienz eines Partikelfilters

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition
R088 Exclusive licence registered

Ref document number: 1825107

Country of ref document: EP