DE3527578A1 - Method for the regeneration of a soot filter of an air-compressing internal combustion engine - Google Patents
Method for the regeneration of a soot filter of an air-compressing internal combustion engineInfo
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Abstract
Description
Daimler-Benz Aktiengesellschaft 35 275 78 Daim 16 516/4 Stuttgart ^ t EPT schr-wüDaimler-Benz Aktiengesellschaft 35 275 78 Daim 16 516/4 Stuttgart ^ t EPT schr-wü
30. Juli 1985July 30, 1985
Verfahren zur Regeneration eines Rußfilters einer luftverdichtenden BrennkraftmaschineProcess for the regeneration of a soot filter of an air-compressing internal combustion engine
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Regeneration eines Rußfilter einer luftverdichtenden Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to a method for regenerating a soot filter of an air-compressing internal combustion engine according to the preamble of claim 1.
Aus der DE-OS 32 19 947 ist ein Verfahren zur Regeneration von Rußfiltern für luftverdichtende Brennkraftmaschinen bekannt, bei dem ein Ruß-Abbrennvorgang eingeleitet wird, wenn ein Differenzdruckwert über dem Rußfilter bezogen auf eine für die Abgasrate repräsentative Größe überschritten ist. Von Nachteil ist jedoch dabei, daß die Leistung des Brenners auf dem maximal zu erwatenden Abgasstrom der Brennkraftmaschine ausgelegt werden muß, damit der gesamte Abgasstrom auf die zur Regeneration des Rußfilters benötigte Temperatur erwärmt werden kann.From DE-OS 32 19 947 a method for the regeneration of soot filters for air-compressing internal combustion engines is known, in which a soot burning process is initiated when a differential pressure value across the soot filter is related to a value representative of the exhaust gas rate has been exceeded. The disadvantage, however, is that the performance of the Burner must be designed on the maximum expected exhaust gas flow of the internal combustion engine, so that the entire Exhaust gas flow can be heated to the temperature required for regeneration of the soot filter.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem die zur Regeneration des Rußfilters benötigte Abgastemperatur unter Einsatz eines Brenners und einer Prozeßtemperaturerhohung der Brennkraftmaschine erreicht wird.The invention is based on the object of creating a method of the type mentioned at the outset, in which the regeneration the soot filter required exhaust gas temperature using a burner and a process temperature increase of the Internal combustion engine is achieved.
EPT schr-wiiEPT schr-wii
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.According to the invention, this object is achieved by the characterizing Features of claim 1 solved.
Weitere Merkmale der Erfindung beinhalten die Unteransprüche.Further features of the invention are contained in the subclaims.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Regeneration eines Rußfilters weist den Vorteil auf, daß durch Drosselung der Verbrennungsluft sich der Abgasstrom verringert und die Abgastemperatur gleichzeitig ansteigt. Aufgrund des geringeren Abgasstromes mit einer erhöhten Abgastemperatur bedarf es zur Erwärmung des Abgastromes auf eine ausreichend hohe Temperatur zur Regeneration des Rußfilters nur einen Brenner mit etwa 40 % der Leistung, die ein Brenner benötigt der den Leerlauf-Abgasstrom der Brennkraftmaschine auf die erforderliche Temperatur erwärmt. Darüber hinaus bedarf es auch keiner weiteren dem Abgasmassenstrom angepaßte Regelung der Leistung des Brenners um eine thermische Zerstörung des Rußfilters im Teil- oder Vollastbetrieb der Brennkraftmaschine beim gleichzeitigen Betreiben des Brenners zu vermeiden.The method according to the invention for regenerating a soot filter has the advantage that the exhaust gas flow is reduced by throttling the combustion air and the exhaust gas temperature rises at the same time. Due to the lower exhaust gas flow with an increased exhaust gas temperature, only a burner with about 40 % of the power required by a burner that heats the idle exhaust gas flow of the internal combustion engine to the required temperature is required to heat the exhaust gas flow to a sufficiently high temperature to regenerate the soot filter. In addition, there is no need for any further regulation of the output of the burner adapted to the exhaust gas mass flow in order to avoid thermal destruction of the soot filter in partial or full load operation of the internal combustion engine when the burner is operated at the same time.
In der Zeichnung ist die Erfindung in einer beispielsweisen Ausführungsform dargestellt. Es zeigt:In the drawing, the invention is shown in an exemplary embodiment. It shows:
Figur 1 eine Brennkraftmaschine mit einer im Ansaugsystem befindlichen Drosselklappe und mit einem im Abgassystem befindlichen Rußfilter,Figure 1 shows an internal combustion engine with a throttle valve located in the intake system and with a soot filter in the exhaust system,
schematisch dargestellt, undshown schematically, and
Figur 2 in einem Zustandsdiagramm die Stellung derFigure 2 in a state diagram the position of
Drosselklappe während des Betriebs des BrennersThrottle valve during operation of the burner
unter Berücksichtigung des momentanen Lastbetaking into account the current load
reichs der Brennkraftmaschine.empire of the internal combustion engine.
Eine in der Figur 1 schematisch dargestellte luftverdichtende Brennkraftmaschine 1 umfaßt ein Ansaugsystem 2, ein Abgassystem 3 und eine Steuereinheit 4. Im Ansaugsystem 2 ist stromab eines Luftfilters 5 eine Drosselklappe 6 angeordnet. Mit einem hilfskraftbetätigten Stellantrieb 7 ist die Drosselklappe 6 verschwenkbar. Der Stellantrieb 7 ist von der Steuereinheit 4 betätigbar. Das Abgassystem 3 umfaßt vordere wärmeisolierte Rohre 8, 9, die und ein Abgasrohr 10 eines Brenners 11 in einem dreigabeligen Hosenrohr 12 münden. Zwischen dem Hosenrohr 12 und einem Verbindungsrohr 13 ist in einem erweiterten Rohrabschnitt 14 ein Rußfilter 15 angeordnet. Die Mittellängsachse des Rußfilters ist annähernd rechtwinkelig zur Mittellängsachse des Hosenrohres 12 angeordnet. Im erweiterten Rohrabschnitt 14 stromauf des Rußfilters 15 erfolgt eine zwangsweise Abgasumlenkung zur gleichmäßigeren Durchmengung des brennkraftmaschinenseitigen und brennerseitigen Abgasstromes. Dem Brenner 11 wird durch eine rohrförmige Leitung 16 zusätzliche Druckluft als Zusatzluft von einem nicht dargestellten Luftkompressor zugeführt. In dem Hosenrohr 12 ist ein druckerfassender Meßfühler 17 angeordnet, der mit einer signalübertragenden Leitung 18 mit der Steuereinheit 4 in Verbindung steht. Mit einem temperaturerfassenden Meßfühler 19, der mit einer signalübertragenden Leitung 20 mit der Steuereinheit 4 in Verbindung steht, ist die Temperatur des Rußfilters 15 erfaßbar, Der Meßfühler 19 ist etwa in der Hälfte der Längserstreckung des Rußfilters 15 am äußeren Umfang angeordnet. Der Steuereinheit 4 werden als weitere Eingangsparameter die Brennkraftmaschinen-Drehzahl 21 und der Regelstangenweg 22 der nicht dargestellten Brennstoff-Einspritzpumpe zugeführt.An air-compressing internal combustion engine 1 shown schematically in FIG. 1 comprises an intake system 2, an exhaust system 3 and a control unit 4. In the intake system 2, a throttle valve 6 is arranged downstream of an air filter 5. The throttle valve 6 can be pivoted with a servo-operated actuator 7. The actuator 7 is of the Control unit 4 can be operated. The exhaust system 3 comprises front heat-insulated pipes 8, 9, and an exhaust pipe 10 of a burner 11 open into a three-forked Y-pipe 12. Between the Y-pipe 12 and a connecting pipe 13, a soot filter 15 is arranged in an enlarged pipe section 14. The central longitudinal axis of the soot filter is Arranged approximately at right angles to the central longitudinal axis of the Y-pipe 12. In the expanded pipe section 14 Upstream of the soot filter 15 there is a forced exhaust gas deflection for more uniform mixing of the internal combustion engine side and exhaust gas flow on the burner side. Additional compressed air is supplied to the burner 11 through a tubular line 16 supplied as additional air from an air compressor, not shown. In the Y-pipe 12 is a pressure sensing Sensor 17 is arranged, which is connected to the control unit 4 by a signal-transmitting line 18. With a temperature-detecting sensor 19, which is connected to a signal-transmitting line 20 with the control unit 4 stands, the temperature of the soot filter 15 can be detected. The sensor 19 is approximately halfway along its length of the soot filter 15 arranged on the outer periphery. The control unit 4 receives the engine speed as a further input parameter 21 and the control rod path 22 are supplied to the fuel injection pump, not shown.
Ausgangsseitig ist die Steuereinheit 4 durch eine Leitung 23 mit dem Brenner 11 und mit einer Leitung 24 mit dem Stellantrieb 7 verbunden.On the output side, the control unit 4 is through a line 23 with the burner 11 and with a line 24 with the actuator 7 connected.
EPT schr-wiiEPT schr-wii
Ein Zustandsdiagramm 25 in der Figur 2 umfaßt eine Abzisse 26 und eine zwei Skalen aufweisende Ordinate 27. Auf der Abzisse 26 ist die Zeit und auf einer ersten Skala 28 der Ordinat 27 ist die prozentuale Last und auf einer zweiten Skala 29 ist die prozentuale Drosselklappenstellung aufgetragen.A state diagram 25 in FIG. 2 includes an abscissa 26 and an ordinate having two scales 27. On the abscissa 26 is the time and on a first scale 28 the ordinate 27 is the percentage load and the percentage throttle valve position is plotted on a second scale 29.
Mit 30 ist eine Kurve bezeichnet, die ein Lastwechselbeispiel darstellt. In der Steuereinheit 4 wird anhand der Brennkraftmaschinen-Drehzahl 21 und des Regelstangenweges 22 der momentante Lastzustand der Brennkraftmaschine 1 ermittelt. Der ermittelte Lastzustand wird mit einem vorherbestimmten brennkraftmaschinenspezifischen Lastzustandswert, der etwa 70 - 80/% der maximalen Leistung der Brennkraftmaschine 1 beträgt, verglichen. Ist der ermittelte Lastzustand kleiner als der Lastzustandswert, und der mit dem Meßfühler 17 ermittelte Abgasgegendruck größer als 120 mbar, so aktiviert die Steuereinheit 4 den hilfskraftbetätigten Stellantrieb 7, der die im Ansaugsystem 2 befindliche Drosselklappe 6 verschwenkt. Mit der Drosselklappe 6 wird der der Brennkraftmaschine 1 zugeführte Verbrennungsluftstrom gedrosselt. Gleichzeitig zu der Drosselklappenverstellung wird der Brenner 11 von der Steuereinheit 4 zugeschaltet. Der mit einer konstanten Leistung betriebene Brenner 11 hat eine Leistungsabgabe von etwa 10 - 15 % der Leistung der Brennkraftmaschine, so daß ein Brenner 11 für einen Stadtomnibusmotor etwa eine Leistung von 20 bis 30 KW aufweist. Die Verbrennungsluft wird so weit gedrosselt, daß durch das Zusammenwirken des Brennerbetriebs und der Verbrennungsluftdrosselung im Leerlaufbetrieb der Brennkraftmaschine 1 der Abgasstrom eine Temperatur von ca. 550 - 600 0C erreicht. Ermittelt die Steuereinheit 4 einen momentanen Lastzustand der größer ist als der vorbestimmte Lastzustandswert, soA curve is designated by 30, which represents an example of a load change. In the control unit 4, the current load state of the internal combustion engine 1 is determined on the basis of the internal combustion engine speed 21 and the control rod path 22. The determined load state is compared with a predetermined internal combustion engine-specific load state value, which is approximately 70-80% of the maximum output of internal combustion engine 1. If the determined load condition is less than the load condition value and the exhaust gas back pressure ascertained with the sensor 17 is greater than 120 mbar, the control unit 4 activates the servo-operated actuator 7, which pivots the throttle valve 6 located in the intake system 2. With the throttle valve 6, the combustion air flow supplied to the internal combustion engine 1 is throttled. At the same time as the throttle valve adjustment, the burner 11 is switched on by the control unit 4. The burner 11 operated with a constant power has a power output of about 10-15 % of the power of the internal combustion engine, so that a burner 11 for a city bus engine has a power of about 20 to 30 KW. The combustion air is throttled so far that a temperature of approximately 550 by the cooperation of the burner operation and the combustion air throttling in the idling operation of the internal combustion engine 1, the exhaust stream - reaches 600 0 C. If the control unit 4 determines an instantaneous load state which is greater than the predetermined load state value, then
EPT schr-wüEPT schr-wü
wird während dieses Zeitintervalls (t^-toj t^-t.; tr-tg) die
Drosselung der Verbrennungsluft zurückgenommen, indem die
Steuereinheit 4 den Stellantrieb 7 aktiviert, der die Drosselklappe 6 in die ungedrosselte Ausgangsstellung auslenkt.
Der Brenner 11 bleibt weiterhin zugeschaltet. Ist nach demduring this time interval (t ^ -toj t ^ -t .; tr-tg) the throttling of the combustion air is withdrawn by the
Control unit 4 activates the actuator 7, which deflects the throttle valve 6 into the unthrottled starting position. The burner 11 remains switched on. Is after the
Einschalten des Brenners ein Zeitintervall (tQ-t~) von etwa 5 bis 15 min. vergangen, oder innerhalb dieses Zeitintervalls (tQ-ty) der mit dem Meßfühler 17 ermittelte Abgasgegendruck kleiner als 60 mbar, so wird der Brenner 11 von der Steuereinheit 4 abgeschaltet und die Drosselklappe 6 in die den Verbrennungsluftstrom nicht drosselnde Stellung verschwenkt.The burner is an interval of time (tQ-t ~) of from about 5 minutes to the 15th passed or less within this time interval (t Q -ty) of the exhaust gas back pressure detected with the probe 17 as 60 mbar, then the burner 11 by the control unit 4 is switched off and the throttle valve 6 is pivoted into the position which does not throttle the combustion air flow.
Wird während der Regenerationszeit im Zeitintervall (tQ-t7)
mit dem Meßfühler 19 eine Rußfiltertemperatur von 800 0C ermittelt,
so beendet die Steuereinheit 4 durch Abschalten
des Brenners 11 und Zurücknahme der Verbrennungsluftdrosselung den Regenerationsprozeß.If, during the regeneration time in the time interval (t -t Q 7) determined by the sensor 19 is a particulate filter temperature of 800 0 C, then 4 ends the control unit by switching off
of the burner 11 and withdrawal of the combustion air throttling the regeneration process.
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Claims (9)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19853527578 DE3527578A1 (en) | 1985-08-01 | 1985-08-01 | Method for the regeneration of a soot filter of an air-compressing internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19853527578 DE3527578A1 (en) | 1985-08-01 | 1985-08-01 | Method for the regeneration of a soot filter of an air-compressing internal combustion engine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3527578A1 true DE3527578A1 (en) | 1986-09-11 |
Family
ID=6277372
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19853527578 Withdrawn DE3527578A1 (en) | 1985-08-01 | 1985-08-01 | Method for the regeneration of a soot filter of an air-compressing internal combustion engine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3527578A1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3632696A1 (en) * | 1986-09-26 | 1988-04-07 | Opel Adam Ag | Motor vehicle with a diesel engine |
EP0272619A1 (en) * | 1986-12-18 | 1988-06-29 | Klöckner-Humboldt-Deutz Aktiengesellschaft | Regeneration process and device for the soot filter of a compression-ignition engine |
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DE8215874U1 (en) * | 1982-06-01 | 1982-10-28 | Forschungsgesellschaft für Energietechnik und Verbrennungsmotoren mbH, 5100 Aachen | DEVICE FOR TREATING DIESEL ENGINE EXHAUST GASES TO REDUCE PARTICLE EMISSION |
DE3219947A1 (en) * | 1982-05-27 | 1983-12-01 | Bayerische Motoren Werke AG, 8000 München | Method for the regeneration of a particulate filter of internal combustion engines |
-
1985
- 1985-08-01 DE DE19853527578 patent/DE3527578A1/en not_active Withdrawn
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8130 | Withdrawal |