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AT502367B1 - Verfahren zum betreiben einer brennkraftmaschine mit einem abgasreinigungssystem - Google Patents

Verfahren zum betreiben einer brennkraftmaschine mit einem abgasreinigungssystem Download PDF

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AT502367B1
AT502367B1 AT0203006A AT20302006A AT502367B1 AT 502367 B1 AT502367 B1 AT 502367B1 AT 0203006 A AT0203006 A AT 0203006A AT 20302006 A AT20302006 A AT 20302006A AT 502367 B1 AT502367 B1 AT 502367B1
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Paul Dr Kapus
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Description

2 AT 502 367 B1
Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit einem Abgasreinigungssystem, welches zumindest einen Katalysator aufweist, wobei die Abgasströmung durch den Katalysator umkehrbar ist.
Katalysatoren von Abgasreinigungssystemen sind bei langer Betriebszeit der Brennkraftmaschinen einem Alterungsvorgang unterworfen. Dieser Alterungsvorgang bewirkt eine zunehmende Verschlechterung der Emissionswerte, wodurch in vielen Fällen ein kostenaufwändiger Austausch von Katalysatoren erforderlich ist.
Die DE 196 40 604 A1 offenbart ein Verfahren zur Reaktivierung/Regeneration von Abgaskatalysatoren. Dabei wird durch Umkehren der Durchströmungsrichtung mittels Umdrehen, durch Abtrennung des deaktivierten Teiles oder durch Umlenken des Hauptabgasstromes zu den noch nicht deaktivierten Kanälen an der Außenseite des Katalysators das frühzeitige Recycling des Katalysators vermieden.
Die DE 43 01 286 A1 beschreibt ein Katalysatorelement für eine Schiffsantriebsvorrichtung, welches von einer ersten Orientierung in eine sich von der ersten Orientierung unterscheidende zweite Orientierung umorientiert werden kann. Dadurch wird erreicht, dass sich ablagernde Rückstände von dem Katalysatorelement wieder weggeblasen werden, nachdem dieses so umorientiert worden ist, dass die vorher dem Abgaseinlass zugewandte Seite nun dem Abgasauslass zugewandt ist. Auf diese Weise wird die Lebensdauer des Katalysatorelementes verlängert.
Die US 3,072,457 A zeigt eine Anordnung mit zwei Katalysatoren, bei welcher mittels eines Ventils die Strömungsrichtung des Abgases durch die Katalysatoren umgekehrt wird. Die Umkehrung der Strömungsrichtung erfolgt in bestimmten Zeitabständen.
Die DE 198 35 565 A1 beschreibt eine Vorrichtung zur Nachbehandlung von Motorabgasen eines Dieselmotors, welche einen vom Abgas durchströmten Monolithen aufweist, der im Abgasstrom drehbar angeordnet ist. Durch das Drehen des Monolithen wird eine zu starke Anreicherung der Partikel vermieden. Weiters können durch freie Regelbarkeit der Rotation gezählte Regenerationsmaßnahmen für den Monolithen eingeleitet werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, diesen Nachteil zu vermeiden und die Einsatzzeit eines Katalysators in einem Abgasreinigungssystem zu verlängern.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass eine erste Einbauposition für eine erste Lambdasonde stromaufwärts des Katalysators und eine zweite Einbauposition für eine zweite Lambdasonde stromabwärts des Katalysators vorgesehen ist, wobei die ersten und die zweiten Einbaupositionen symmetrisch bezüglich der Querebene angeordnet sind, wobei vorzugsweise die Einbaupositionen identische Einschraubgewinde für die Lambdasonden aufweisen.
Die Erfindung macht sich die Tatsache zu Nutzen, dass der erste Bereich des Katalysators, welcher den höchsten Temperaturspitzen ausgesetzt ist, der stärksten Alterung unterworfen ist, während Bereiche des Katalysators, welche stromabwärts dieses alterungsanfälligsten Bereiches liegen, nicht oder kaum einer Alterung unterworfen sind. Durch Umkehren der Strömungsrichtung des Katalysators könnte somit die Umsetzrate des Katalysators wieder erhöht und somit die Abgasqualität verbessert werden, ohne dass eine Erneuerung des Katalysators erforderlich wäre.
Die Alterung des Katalysators bewirkt, dass der erste Teil des Katalysators inaktiv wird. Dies führt zu einem verspäteten Anspringen des Kats (erhöhter Anspringtemperatur) nach einem Kaltstart, da der erste Teil des Kats zwar Wärme aufnimmt, aber nicht zur Konvertierung von Schadstoffen beiträgt. Nach Wenden des Kats ist der vorderste Teil des Kats wieder aktiv. Die Anspringtemperatur sinkt wieder.

Claims (2)

  1. 3 AT 502 367 B1 Der Katalysator kann nach einer definierten Betriebszeit der Brennkraftmaschine oder nach einer bestimmten Kilometerleistung gewendet werden, wobei beispielsweise der Katalysator ausgebaut und um 180° verdreht mit umgekehrter Strömungsrichtung wieder in das Abgasreinigungssystem eingebaut werden kann. Dies ermöglicht hohe Standzeiten des Katalysators. Diese Maßnahme könnte beispielsweise im Rahmen eines normalen Motorservices in einer Werkstatt durchgeführt werden. Voraussetzung dafür ist, dass der Katalysator wendbar aufgebaut ist, wobei vorzugsweise der Katalysator bezüglich einer Querebene, welche normal zur Strömungsrichtung angeordnet ist, symmetrisch ausgebildet ist. Abgasreinigungssysteme mit Katalysatoren weisen üblicherweise Einbaupositionen für Lambdasonden stromaufwärts und stromabwärts des Katalysators auf. Die Sonde stromaufwärts des Katalysators ist dabei die Regelsonde, die Sonde stromabwärts des Katalysators ist die Diagnosesonde. Die Lambdasonden können dabei im Abgasrohr vor, bzw. nach dem Katalysator oder im Konus vor oder nach dem Katalysator angeordnet sein. Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figur näher erläutert. Die Figur zeigt schematisch eine Brennkraftmaschine 1 mit einem Abgassystem 2, in welchem ein Abgasreinigungssystem 3 mit einem Katalysator 4 angeordnet ist. Der Katalysator 4 ist symmetrisch bezüglich einer normal zur Strömungsrichtung S angeordneten Querebene ε ausgebildet. Darüber hinaus sind auch die zum Beispiel im Eintritts- bzw. Austrittskonus 7, 8 des Katalysators 4 vorgesehenen Einbaupositionen 5, 6 für nicht weiter dargestellte Lambdasonden stromauf- bzw. stromabwärts des Katalysators 4 symmetrisch bezüglich der Querebene ε ausgebildet. Auch die Einschraubgewinde für die Lambdasonden sind identisch angeführt, so dass bei umgekehrten Einbau des Katalysators 4 die Lambdasonden gewechselt werden können, wobei die Funktion der stromaufwärtigen Lambdasonde als Regelsonde und der stromab-wärtigen Lambdasonde als Diagnosesonde beibehalten werden kann. Dadurch ist es möglich, den Katalysator 4 unabhängig von der Abgasströmungsrichtung S in das Abgassystem 2 einzubauen. Nach einer definierten Kilometerleistung von beispielsweise 100.000 km wird der Katalysator 4 aus dem Abgasstrang ausgebaut und um 180° gewendet wieder eingebaut. Durch diese Maßnahme wird erreicht, dass das Abgas aus der Brennkraftmaschine 1 zuerst eingangsseitige Bereiche 4a des Katalysators durchströmt, welche bisher wenig oder nicht der thermischen Alterung unterworfen waren, während stark gealterte Bereiche 4b im Bereich des Katalysatoraustrittes angeordnet sind. Durch Wenden des Katalysators 4 im Auslasssystem 2 kann somit die Konvertierrate des Katalysators 4 wesentlich verbessert und die Qualität der Emissionen ohne Erneuerung des Katalysators 4 entscheidend angehoben werden. Die Maßnahme des gewendeten Einbaues eines symmetrisch ausgebildeten Katalysators 4 kann auch beim Einsatz von gebrauchten Austauschkatalysatoren verwendet werden, welche in umgekehrter Strömungsrichtung als bisher eingebaut werden und bildet somit eine kostengünstige Möglichkeit, um die Laufzeit der Brennkraftmaschine 1 unter Einhaltung der gesetzlichen Emissionsvorgaben ohne Einsatz eines neuen Katalysators zu verlängern. Patentansprüche: 1. Brennkraftmaschine (1) mit einem Abgasreinigungssystem, welches zumindest einen Katalysator (4) aufweist, wobei die Abgasströmung durch den Katalysator (4) umkehrbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Einbauposition (5) für eine erste Lambdasonde stromaufwärts des Katalysators (4) und eine zweite Einbauposition (6) für eine zweite Lambdasonde stromabwärts des Katalysators (4) vorgesehen ist, wobei die ersten und die zweiten Einbaupositionen (5, 6) symmetrisch bezüglich der Querebene (ε) angeordnet sind, wobei vorzugsweise die Einbaupositionen (5, 6) identische Einschraubgewinde für die 4 AT 502 367 B1 Lambdasonden aufweisen.
  2. 2. Brennkraftmaschine (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Katalysator (4) bezüglich einer Querebene (ε), welche normal zur Strömungsrichtung (S) angeordnet ist, symmetrisch ausgebildet ist. Hiezu 1 Blatt Zeichnungen
AT0203006A 2006-11-22 2006-12-07 Verfahren zum betreiben einer brennkraftmaschine mit einem abgasreinigungssystem AT502367B1 (de)

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