DE9209978U1 - Druck- und temperaturabhängig geregelte Abgasstauvorrichtung zum raschen Erzielen und Erhalten einer bestimmten Mindesttemperatur in katalytisch wirksamen Abgasreinigungsreaktoren über alle Betriebsbereiche einer Verbrennungskraftmaschine - Google Patents

Druck- und temperaturabhängig geregelte Abgasstauvorrichtung zum raschen Erzielen und Erhalten einer bestimmten Mindesttemperatur in katalytisch wirksamen Abgasreinigungsreaktoren über alle Betriebsbereiche einer Verbrennungskraftmaschine

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Claims (1)

  1. Druck und temperaturabhängig geregelte Abgasstauvorrichtung zum Er hai teen einer bestimmten Mindesttemperatur über alle Betriebsbereit; he in katalytisch wirksamen Abgasreinigungsreaktoren einer Ve r brenn ungs k r a &idiagr; t ma se h i &eegr; e,.
    Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung } die in katalytisch wirksamen Reaktoren eine konstante Mi&eegr;destemperatür zur Reduktion der Schadstoffe über alle Betriebsbereiche von Verbrennungskraf !.maschinen bei deren Betriebstemperatur erzielt, wobei die Vorrichtung federgesteuert den Reaktor verschließt, hierbei einen Abgasgegendruck in einem Reaktor aufbaut und ein temperaturgesteuertes Druckgeberelement in Abhängigkeit von der Temperatur innerhalb des Reaktores die Federkraft proportionall zu dieser Temperatur aufhebt, so daß der Abgasgegendruck in dem Reaktor sinkt oder steigt. In der Kaltstartphase kann insbesondere bei Selbstzündmotoren, deren Reaktoren mit katalytischem Filter ausgerüstet sind, die Vorrichtung derart gesteuert werden, daß ein Druckaufbau teilweise oder gänzlich entfällt, wodurch die Laufeigenschaften der Maschine in dieser P h a s e nicht Li e e i &eegr; flu |3 t w i r d .
    Bei bekannten Vorrichtungen dieser Art wird ein Staublech in der Art eines Drehschiebers vorgeschlagen, der mit Federelementen in die Basaus la (3 sei te eines Reaktores eingebracht ist und in Abhängigkeit der Temperatur die freie Basdurchtrittsflache des Drehschiebers vergrößert oder verkleinert, wodurch über alle Betriebsbereiche einer Verbrennungskraftmaschine eine Mindesttemperatur in dements&rgr;rechenden Reaktoren zur Abgasreinigung e r h alte&eegr; werde&eegr; k a&eegr;&eegr;.
    Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, den konstruktiven Aufwand bei Vorrichtungen der genannten Art ::u verringern.
    Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Abgasstauvorrichtung als rezi &rgr; r &ogr; k qereq e 1 tes Kl a &rgr; &rgr; e &eegr; &ngr; e &eegr; t i 1 i. &eegr; k a t a 1 y t i s c h wirksame &eegr; R e a k t &ogr; r e &eegr; &ngr; &ogr; &eegr; V e r b r e &eegr; &eegr; u &eegr; g s k r a f t m a s c h i. &eegr; e &eegr; a u s gebildet i. s t.
    Druckgebsrelemente sind relativ einfach in der Handhabung und lassen sich prob lern los in verschiedenen Ausführungen herstellen und steuern, wodurch eine leichte Integration der reziprok wir k sa men E1 em e&pgr; t e a&eegr; ein em !< 1 a &rgr; &rgr;e&eegr; &ngr; e&eegr; t i 1 und außer ha 1 b eines R e a k t &ogr; r e s m ö g 1 i c h i s t.
    V&ogr; r t e i11 &iacgr; a fte Au s g es t a 11 ung der Erfindung sind in den U&eegr; terans&rgr;rüche&eegr; a&eegr;gegebe&eegr;.
    Ein Ausführunqsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung 3 ehe in a t i s c h d a r q e s t e 1 11 u &eegr; d w i r d &eegr; a c hi s t. e h e &eegr; d näher er 1 ä utert. Es zeigen:
    Fig. 1 eine Seitenansicht der Abgasstauvorrichtung direkt hinter dem Reaktionskörper in der Gasauslaßseite eines katalytisch wirksame&eegr; Fieak t&ogr;rs die durch de&eegr; Abqasqegendruck , e&eegr; tgegen der Zug&mdash;&ogr;der Druckkräfte einer Feder geöffnet wird und diese Kräfte durch einen Thermostaten dann geregelt werden, wenn die Abgase be&zgr;w. der Rea ktor die gewQ&eegr;sc hte Tem&rgr;e ra tur besitst.
    Fig. 2 eine Seitenansicht der kraftübertragenden Elernentej die über einen Hebel einerseits mit einer Feder beaufschlagt das Staublech in dem Reaktor über dessen Welle schließt. und
    andererseits mit einem Druckgeberelement, das das Staublech in Abhängigkeit der Temperatur entgegen der Federkraft öffnet, beaufschlagt ist. Eine elektrische Heizung, die in Abhängigkeit des Abgasgegendruckes oder der Temperatur des Reaktores das Fühlerelement des Druckgeberelementes beheizt,ist in der Lage die Druckstange des Druckgeberelementes so zu verändern, daß das Staublech in der Kaitstartphase geöffnet wird, wodurch der Abgasqeqendruck entfällt und die Laufeigenschaften der Verb r e &eegr; &eegr; u &eegr; g s k r a f t m a s c: h i &eegr; e i &eegr; cJ i e s e r F-' h a s e &eegr; i c h t b e e i &eegr; f 1 u &bgr; t.
    Mit 1 ist in Fig. 1 -se-*-§4r ein S tau blech 1 bezeichnet, das auf einer nicht zentrisch gelagerten Welle 2 schwenkbeweglich hinter dem katalytischer) Reaktionskörper 3 in einem Reaktor 4 eingebracht wird und an dieser Welle 2, außerhalb des Reaktores 4 ein Hebelarm 5 mit dieser Welle 2 eine feste Verbindung eingeht. An diesem Hebelarm 5 ist ein Federe lament 6 beaufschlagt, das an dem Reaktor und s.n diesem Hebelarm 5 in einer Halterung 7 befestigt ist, hierdurch eine vorbestimmte Kraft auf diesen Hebelarm 5 wirkt und diese das S tau blech .1. in dem Reaktor 4 entsprechend der Federkraft 6 schließt. Em temperaturabhängig gesteuerter Thermostat S3 dar innerhalb dieser Feder 6 ebenfalls in der Halterung 7 am Reaktor 4 eingelagert ist, überträgt entsprechend der Temperatur eine Kraft. auf den Hebelarm 5, wodurch die Federkraft 6 auf diesen Hebelarm 5 und somit auf das Staublech 1 proportional zur Temperatur in dem Reaktor auf&mdash; g e h ob e &eegr; wird. D u r c h d i. e D r u c k k r a f t d e s 1 ä nqen &ngr; e r änderbare &eegr; Teiles des Thermostaten 9 wird das Staublech i geöffnet,ohne daß der Federdruck das Staublech schließen kann, wodurch der 'Gegendruck der Abgase in dem Reaktor 4 sinkt,. Entsprechend steigt bei sinkender Temperatur, durch das Zurückweichen des längen-
    veränderbaren Teiles 9 des Thermostaten 8 und einsetzender Wirkung der Federkraft 6 der Abgasgegendruck und somit die Temperatur in dem Reaktor 4, wodurch in dem Reaktor 4 die gewünschte Temperatur, über alle Betriebsbereiche der Verbren &eegr;Lt&eegr;gskraftmaschi&eegr;e , durch RegeIn des Abgasgegendruckes mindestens erhalten bleibt. Für die Kaltstartphase der Verbrennungskraftmaschine kann der thermosensorische Teil des Thermostaten Fiq&ldquor;2/:U3 an dem Reaktor 4 elektrisch beheizt werden F i g . 2 /11, wad u r c h d e r T' h e r m &ogr; s t a t S s e i &eegr; e Länge &eegr; ausdehnung 9 verändert und hierdurch die Federkraft 6 ganz oder teilweise in der Ka11 s ta r t &rgr; h a s e a ufhe b t. D i e L ee rlaufeiqe&eegr;sc haften der Verbrennungskraftmaschine werden hierdurch in dieser Phase nicht beeinflußt. Insbesondere bei Selbstzündmotoren werden die Schadstoffe, wobei speziell an RuP partikel zu denken ist, in einem Filter 3 zurückgehalten und bei Erreichen der Betriebstemperatur der Verbrennungskraftmaschine wird der Recjelmechanismus L· und 8 wirksam , wodurch auch diese Schiaelst&ogr;f f e , die in dementspreche&pgr;de Filter 3 kurzfristig deponiert sind, rasch abgebrannt.
    Weiterhin kann das Druckgeberelement 8 zusätzlich so geschaltet werden, daß die veränderbare Druckstange 9 die Federkraft 6 auf das Staub lech 1 auch dann aufhebt, wenn der Abgasgegendruck in dem Reaktor 4 unerwünscht ansteigt,, Die elektronische oder mechanische Steuer leistung des Druckgeberelementes 8 außerhalb des Reaktors 4 kann ohne weiteres in Abhängigkeit de»r Tem pe rat tür und des Abgasqegendruck.es in dem Reaktor 4 erfolgen, wodurch in (der Kalt s t a r t &rgr; h a s e d ie Leerl a u f e .1. g e &eegr; s c h a f t e &eegr; de r V e rbrennungsk r a f t m a s c h i &eegr; e &pgr; i c h t b e e i &eegr; f 1 u &bgr; t werden.
    Sc hu &idiagr;. &zgr; an s &rgr; r üehe
    1.
    Druck·- und temperaturabhängig geregelte Abgasstauvorrichtung zum raschen Erziel en und Erhalten einer bestimmten M.indestemperatur i &pgr; k a t. a 1 y t i s c h w i r k s amen Ab g a s r e i &eegr; i g u &eegr; g s r e a k t &ogr; r e &eegr; über alle Efetriebsbereic he einer Verbrennunqskraf tmaschine, wobei die Vorrichtung ein Staublech, das schwenkbeweglich an einer nicht zentrisch gelagerten Welle in dem Reaktor eingebracht ist und an dieser Welle außerhalb des Reaktores ein Hebel mit einer Feder beaufschlagt das Staublech prinzipiell in eine geschlossene Stellung in dem Reaktor überführt, und dieses durch den Abgas&mdash; gegendruck geöffnet wird, beinhaltet, dadurch gekennzeichnet, daß ein thermosensorisch gesteuertes Druckgeberelementes (8) über dessen längenveränderliche Druckstange (9) in Abhängigkeit der- Temperatur und des A bg a sg eg en druck es in dem Reaktor (4) die Feder (6),, die das Staublech (1) durch die Welle (2) über einen Hebel (5) prinzipiell schließt, proportional zu der gewünschten Temperatur in dem Reaktor (4) so dehnt oder zusammendrückt, daß das Staublech (1) entgegen der Federkraft (6) den Reaktions&mdash; körper (3) in dem Reaktor (4) öffnet oder durch die Federkraft ( 6 ) ver sc h 1 i. e &bgr; t.
    Druck- und temperaturabhängig geregelte Abgasstauvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel (5) der Welle (2) mit einem Druckgeberelement (8) einerseits und einer Feder (6) andererseits beaufschlagt ist und diese gegensätzlich eine Kraft auf diesen Hebel (5) ausüben.
    Druck- und temperaturabhängig geregelte Abgasstauvorrichtung nach Anspruch I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Druck-
    gebereiement (S) in der Feder (&oacgr;) mit einer gemeinsamen Halterung (7) an dem Reaktor (4) und an dem Hebel (5) befestigt ist und dieses die Zugkräfte der Feder (5) entsprechend der T e m &rgr; e r a t. u r i &eegr; d e m R e a k t &ogr; r a u f h e b t..
    4.
    Druck&mdash; und temperaturabhängig geregelte Abgasstauvorrichtung nach A &eegr; s &rgr; r u c h .1. u &eegr; d 2 , d a d u r c h gekennzeichnet, d a &bgr; das Druckgeberelement (Fig.2/8) entgegengesetzt zu der Feder (Fig.2/6), bezüglich dessen Druckwirkung montiert ist und die Druckwirkung der Feder (6) aufhebt.
    5.
    Druck- und temperaturabhängig geregelte Abgasstauvorrichtung nach Anspruch 1., dadurch gekennzeichnet, daß je ein Hebel an beiden Seiten der Welle außerhalb an dos Reaktors befestigt ist, wobei, der eine Hebel mit einem Federelement und der zweite HebB1 mit e;i&eegr;em Druckgebere1eme&eegr;t beaufsch1agt ist.
    6.
    Druck&mdash; und temperaturabhängig geregelte Abgasstauvorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das thermosensorisch gesteuerte Druckgeberelement (8) elektrisch die Steuerleistung der längenveränderlichen Druckstange (9) erbr i.&eegr;cj t &ldquor;
    7.
    Druck&mdash; und temperaturabhängig geregelte Abgasstauvorrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die längenveränderliche Druckstange (9) des Druckgeberelementes (8) von einem elektrischen Stellmotor angetrieben wird.
    8.
    Druck- und temperaturabhängig gerecielte Abgjasstauvorrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die längen-
    veränderliche Druckstange (9) des Druckgeberelementes (8) h y d r a u .1. i sch d i e B teuer! e i s t u &eegr; g e r b r i &eegr; &sfgr;.] t.
    9.
    Druck- und temperaturabhängig geregelte Abgasstauvorrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die längen&mdash; veränderliche Druckstange (9) des Druckgeberelementes (8) thermostatisch die Steuer leistung erbringt.
    10.
    Druck- und temperaturabhängig geregelte Abgasstauvorrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die längenveränderliche Druckstange (9) des Druckgeberelementes (8) pneumatisch die Steuerleistung erbringt.
    11.
    Druck und temperaturabhängig geregelte Abgasstaueinrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb der Betriebstemperatur der Verbrennungskraftmaschine die Temperatur gemessen und das Druckgeberelement (8) elektronisch gesteuert wird, so daß in der Kaltstartphase die Feder&mdash; kraft (6) auf den Hebel (5) zumindest teilweise aufgehoben ist.
    12.
    Druck und temperaturabhängig geregelte Abgasstauvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Temperaturfühler&mdash; element (155) des Druckgebers (8) elektrisch (11) beheizt wird.
    13.
    Druck und temperaturabhängig geregelte Abgasstauvorrichtung nach Anspruch 11 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckgeber&mdash; elemenet. (8) die Federkraft (6) in Abhängigkeit des Druckes in dem Reak t.or ( 4 ) auf hebt.
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