DE4130178C1 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Abgasanlage einer Brennkraftmaschi
ne nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Eine Abgasanlage der gattungsgemäßen Bauart ist aus der JP 62
-1 62 715 bekannt. Bei der dort beschriebenen Abgasanlage ist in
einer von einer Abgasleitung abgezweigten Nebenleitung ein Ad
sorptionsfilter angeordnet, das in der Kaltstartphase der
Brennkraftmaschine durch Umlenkung des Abgases mittels einer in
der Abzweigung der Abgasleitung angeordneten Abgasklappe ange
strömt wird. Nach Funktionaufnahme des Katalysators wird durch
Steuerung der Klappe der Abgasstrom im wesentlichen durch die
Abgasleitung geführt, welche sich besonders im Vollastbetrieb
sehr stark erhitzt. Bei kleinen Bauräumen sind räumlich sich
weit erstreckende Nebenleitungen schwer realisierbar, so daß
Adsorptionsfilter und Abgasleitung dicht nebeneinander ange
ordnet sind. Dadurch kann sich jedoch das Adsorptionsfilter
schnell überhitzen und somit geschädigt werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße
Abgasanlage derart weiterzubilden, daß bei einer bauraumspa
renden Anordnung eine Schädigung des Filters durch Überhitzung
verhindert wird.
Die Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im Patentanspruch 1
angegebenen kennzeichnenden Merkmale gelöst.
Dabei stellt das Adsorptionsfilter, das im Verlauf der Abgas
leitung angeordnet ist und dessen Filterkörper diese koaxial
umgibt, eine sehr kompakte bauraumsparende Bauform dar. Um den
Filterkörper vor Überhitzung zu schützen, ist zwischen Filter
körper und Abgasstrom ein Wärmedämmelement vorgesehen. Zur Füh
rung des Abgasstromes durch den Filterkörper weist das Wärme
dämmelement zumindest teilweise außerhalb des vom Filterkörper
umgebenden Abgasleitungsabschnitte Überströmöffnungen auf. Das
Wärmedämmelement soll dabei die Eigenschaft besitzen, die hohe
Temperatureinwirkung des Abgases auf den Filterkörper so weit
abzuschwächen, daß dieses sich zwar erwärmt, jedoch schädigende
Temperaturen nicht erreicht. Dies hat den Vorteil, daß bereits
am Ende der Kaltstartphase den Filterkörper eine ausreichend
hohe Temperatur besitzt, bei der die vom Filterköper adsorbier
ten Schadstoffe verdampfen, so daß die Regenerationsdauer des
Adsorptionsfilters verkürzt wird.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung nach An
spruch 2 ist das Wärmedämmelement als Wärmedämmrohr ausgebil
det. Über die große Oberfläche des Wärmedämmrohres wird ein
großflächiger Wärmekontakt zwischen Abgasstrom und Filterkörper
erzielt, so daß eine schnelle und gleichmäßige Erwärmung des
Filterkörpers und infolgedessen eine besonders gute Regenerie
rung des Adsorptionsfilters erreicht wird.
In der nachfolgenden Zeichnungsbeschreibung wird ein Ausfüh
rungsbeispiel der Erfindung anhand eines Abgasleitungsab
schnitts mit einem Adsorptionsfilter und einem Wärmedämmrohr in
einem Längsschnitt näher erläutert.
In der Figur ist ein Abschnitt einer Abgasleitung 1 darge
stellt, in deren Verlauf ein Adsorptionsfilter 2 vorgesehen
ist. Das Adsorptionsfilter 2 besteht aus einem hohlzylindri
schen Filtergehäuse 3, das zusammen mit einem in diesem
aufgenommenen hohlzylindrischen Filterkörper 4 die Abgasleitung
1 koaxial umgibt. Der Filterkörper 4 kann beispielsweise aus
feinkörniger Aktivkohle bestehen, welche am Außen- und am In
nenumfang des Filterkörpers 4 aus Stabilitätsgründen von eng
maschigen Drahtnetzen 5, 6 umschlossen ist. Der Filterkörper 4
ist am Innenumfang auf einem Trägerrohr 7 gehalten, welches
längs des Filterkörpers 4 perforiert ist. Das Trägerrohr 7 um
gibt unter Bildung eines anströmseitigen Ringraumes 8 in einem
Abstand ein Wärmedämmrohr 9, welches über seinen Umfang ver
teilt stromab des vom Filtermaterial umgebenen Abgasleitungsab
schnitts Überströmöffnungen 10 zum Ringraum 8 besitzt. Das Trä
gerrohr 7 und das Wärmedämmrohr 9 sind mit Verbindungsflanschen
11 an ihren längsseitigen Enden 12 verbunden, wodurch das Ad
sorptionsfilter 2 in einfacher Weise zwischen einem abgaszufüh
renden und einen abgasabführenden Abschnitt 13, 14 der Abgaslei
tung 1 eingebaut werden kann. Das Wärmedämmrohr 9 und das Trä
gerrohr 7 durchragen dabei mit dem Trägerrohr 7 verbundene
Stirnseiten 15, 16 des Filtergehäuses 3. Das Filtergehäuse 3
begrenzt mit dem äußeren Umfang des Filterkörpers 4 einen ab
strömseitigen ringförmigen Entnahmeraum 17, an welchen nahe der
Stirnseite 15 eine Rückführleitung 18 zu einer nicht weiter
dargestellten Ansaugleitung der Brennkraftmaschine angeschlos
sen ist. Vom Entnahmeraum 17 zweigt zwischen der Stirnseite 16
des Filtergehäuses 3 und der gegenüberliegenden Stirnfläche des
Filterkörpers 4 eine Bypassleitung 19 ab. Die Bypassleitung 19
ist mit dem Abgasleitungsabschnitt 14 stromab einer in diesem
angeordneten steuerbaren Abgasklappe 20 verbunden.
In der Kaltstartphase wird die Abgasklappe 20 so gesteuert, daß
die Abgasleitung 1 im Abgasleitungsabschnitt 14 verschlossen
ist. Dadurch wird der Abgasstrom, der durch den Abschnitt 13
der Abgasleitung und das sich anschließende Wärmedämmrohr 9
geführt ist, durch die Überströmöffnungen 10 in den zuströmsei
tigen Ringraum 8 umgelenkt. Über den perforierten Bereich des
Trägerrohres 7 beaufschlagt das Abgas den aus Aktivkohle gebil
deten Filterkörper 4. Die Aktivkohle filtert Kohlenwasserstoffe
aus dem Abgas heraus, welches von diesen gereinigt aus dem Fil
terkörper 4 in den Entnahmeraum 17 austritt. über den Entnahme
raum 17 strömt das Abgas zum wesentlichen Bestandteil durch die
Bypassleitung 19 in den Abschnitt 14 der Abgasleitung 1 stromab
der Abgasklappe 20. Nach Beendigung der Kaltstartphase ab einer
vorgegebenen Temperatur öffnet die Abgasklappe 20 den Abschnitt
14 der Abgasleitung 1, wodurch der Abgasstrom ohne durch das
Adsorptionsfilter 2 gelenkt zu werden die Abgasleitung 1 durch
strömt. Die während der Kaltstartphase über das Wärmedämmrohr 9
vom Abgasstrom erwärmte Aktivkohle verdampft die von ihr adsor
bierten Kohlenwasserstoffe, welche sodann in den Entnahmeraum
17 austreten und über die Rückführleitung 18 von der Ansauglei
tung der Brennkraftmaschine zur Verbrennung angesaugt werden.
Claims (5)
1. Abgasanlage einer Brennkraftmaschine mit einer Abgasleitung,
einem in der Abgasleitung angeordneten Abgasreiniger und mit
einem Adsorptionsfilter, dessen Filterkörper mit Abgas durch
eine Abgasklappe gesteuert beaufschlagbar ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Adsorptionsfilter (2) im Verlauf der Abgasleitung (1)
mit einem diese koaxial umgebenden Filterkörper (4) angeordnet
ist, daß zwischen Filterkörper und Abgasstrom ein Wärmedämm
element vorgesehen ist, und daß zur Führung des Abgasstromes
durch den Filterkörper (4) das Wärmedämmelement zumindest teil
weise außerhalb des vom Filterkörper (4) umgebenden Abgaslei
tungsabschnitts Überströmöffnungen (10) aufweist.
2. Abgasanlage einer Brennkraftmaschine mit einer
Abgasleitung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Wärmedämmelement ein Wärmedämmrohr (9) ist.
3. Abgasanlage einer Brennkraftmaschine mit einer
Abgasleitung nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Filterkörper (4) hohlzylindrisch ausgebildet und auf
einem perforierten Trägerrohr (7) gehalten ist, welches das
Wärmedämmrohr (9) umgibt und mit diesem einen anströmseitigen
Ringraum (8) begrenzt.
4. Abgasanlage einer Brennkraftmaschine mit einer
Abgasleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein zwischen Filtergehäuse (3) und Filterkörper (4) ausge
bildeter abströmseitiger Entnahmeraum (17) über eine Bypasslei
tung (19) an einen stromab der Abgasklappe (20) verlaufenden
Abschnitt (14) der Abgasleitung (1) und über eine Rückführlei
tung (18) an eine Ansaugleitung der Brennkraftmaschine ange
schlossen ist.
5. Abgasanlage einer Brennkraftmaschine mit einer
Abgasleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Wärmedämmrohr (9) und das Trägerrohr (7) an ihren
längsseitigen Enden (12) mit Verbindungsflanschen (11) zum Ein
bau in die Abgasleitung (1) verbunden sind.
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