CN101676530B - 用于再生设置在内燃机排气管路中的颗粒过滤器的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于再生设置在内燃机排气管路中的颗粒过滤器的方法和装置。具体地,本发明涉及用于再生设置在内燃机的排气管路中的颗粒过滤器、特别是柴油机颗粒过滤器、的方法和装置,其中将有待净化的废气流输送至至少一个颗粒过滤器。根据本发明,输送到该至少一个颗粒过滤器(3)的废气流是内燃机的未处理废气流(15),在再生操作期间,借助将节流和/或截止装置(13)控制到相应的预定再生参数的控制装置和/或再生装置(10),在颗粒过滤器(3)的上游向该未处理废气流(15)控制地混入与该未处理废气流(15)相比具有预定的更高温度的热的废气流(16’)。

Description

用于再生设置在内燃机排气管路中的颗粒过滤器的方法和装置
技术领域
本发明涉及用于再生设置在内燃机排气管路(Abgasstrang)中的颗粒过滤器的方法以及用于再生设置在内燃机排气管路中的颗粒过滤器的装置。
本发明特别涉及用于再生空气过量操作的内燃机(例如具有直喷装置的柴油发动机或汽油发动机,例如在商用车或轿车中使用的那些)情况下的颗粒过滤器的方法和装置。
背景技术
为了最小化细小物质颗粒(Feinstoffpartikel),在汽车中通常使用所谓的颗粒沉积器或者颗粒过滤器。在汽车中的颗粒沉积器装置例如由EP 1072765A2中已知。这类颗粒沉积器与颗粒过滤器的区别在于,所述废气流沿着沉积结构流动,而在颗粒过滤器情况下,废气必须穿流经过过滤介质。该构造不同导致颗粒过滤器往往堵塞,这提高了废气背压,这意味着导致在内燃机废气出口处的不合意的压力升高,这进而降低发动机功率和导致内燃机的燃料消耗增加。这类颗粒过滤器装置的实例由EP 0341832 A2中已知。
在两种上述装置情况下,在每一情况下设置在该颗粒沉积器或颗粒过滤器的上游的氧化催化器(Oxidationskatalysator)借助同样所含的残余氧(O2)将废气中的一氧化氮(NO)氧化为二氧化氮(NO2),也即根据下式:
2NO+O2<->2NO2
所述NO2在颗粒过滤器中为了再生该颗粒过滤器与含碳固体颗粒反应得到CO、CO2、N2和NO。借助强氧化剂NO2可以由此进行累积的细小物质颗粒的连续去除(被动再生)。但是,该装置和方法进程具有缺陷,也即在此在废气管路(Abgastrakt)中形成或存在大量的有毒NO2
因此,为了避免NO2选出到环境中,应当注意的是,在NO-氧化催化器和颗粒过滤器之间的区域设计得足够不透气(dicht)。除了NO2之外,在该方法进程在含铂的NO-氧化催化器上进行的情况下还形成来自在燃料和/或机油中所含的硫的SO3。这些SO3和NO2在废气管路中的低温位置冷凝得到高腐蚀性的硫酸或硝酸,因此所述废气装置直至颗粒过滤器必须设计为不锈钢(Edelstahl),以可靠地避免腐蚀。
此外已知的是,通过主动提高废气温度来进行颗粒过滤器再生。为此,在DE 102 0050 552 40 A1中描述了一种结构(Aufbau),其中在主排气管路(Hauptabgasstrang)中在废气的流动方向中来看设置用于氧化烃的催化器(HC氧化催化器)、柴油机颗粒过滤器(Dieselpartikelfilter)和随后的用于降低氮氧化物排放的SCR催化器。此外,设计有侧排气管路(Nebenabgasstrang),其在HC-氧化催化器的上游从主排气管路中分支出来,并在柴油机颗粒过滤器之后再通到主排气管路中。在侧排气管路中设置有用于调节有待分支出的废气流的节流阀,氧化催化器和在氧化催化器下游的颗粒沉积器。在这类结构中,在正常运行中关闭节流阀,以使得所有废气流流经主排气管路,并在其中经净化。而在主排气管路的柴油机颗粒过滤器的再生阶段又打开该节流阀,以让部分废气流被引导通过在柴油机颗粒过滤器上的侧排气管路,且穿过主排气管路和穿过侧排气管路的废气流在SCR催化器的上游的混合点再次汇流(zusammenführen)。
通过这种操作方式,在柴油机颗粒过滤器的再生阶段,废气质量流(Abgasmassenstrom)减少地穿过柴油机颗粒过滤器,使得仅需升高较少的废气量的温度和可以用较低的能量引入再生柴油机颗粒过滤器。此外,通过分配废气质量流和随后混合具有高温的主排气管路的废气流与具有低温的侧排气管路的废气流,应当可以再次降低在混合点处通过SCR催化器的废气流的温度。通过在侧排气管路中的颗粒沉积器,还应当能够阻止未经炭黑颗粒沉积即从排气管路中选出的废气流。
将烃(HC)添加到氧化催化器中通过直接连接在该氧化催化器上游的喷射装置实施。因为在这类结构中的氧化催化器也在非再生操作中将NO氧化为NO2,所以在非再生操作中发生尽管少量的借助NO2的被动过滤器再生。这意味着,在这类结构情况下,在非再生操作中也导致形成NO2,其随后通常未经消耗地排出。但是,由于NO2的毒性,这仍是不可实际使用的和不合意的。
很明显,这类结构相对零件密集而且较不紧凑,因此导致总体来说大的结构体积。
发明内容
因此,本发明的任务在于,提供用于再生安装在内燃机排气管路中的颗粒过滤器的方法和装置,借助该方法或借助该装置,可以以结构上简单的方式实现性能可靠的和值得信赖的颗粒过滤器再生,特别是在最小化NO2和/或SO3排放的情况下。
就方法而言,该任务借助以下方式得以实现:输送到该至少一个颗粒过滤器(3)中的废气流是内燃机的未处理废气流(15),在再生操作期间,借助至少一个将节流装置和/或截止装置(13)控制在相应的预定再生参数的控制装置和/或再生装置(10),在颗粒过滤器(3)的上游向该未处理废气流(15)控制地混入与该未处理废气流(15)相比具有预定的更高温度的热的废气流(16’)。就装置而言,该任务通过以下方式得以实现:借助未处理废气导管(21)输送该至少一个颗粒过滤器(3)的废气流是内燃机的未处理废气流(15),为进行再生操作,可在颗粒过滤器(3)的下游借助额外的可通过至少一个节流装置和/或截止装置(13)以预定程度截止的作为输送导管(5)的废气导管向该未处理废气流(15)输送与该未处理废气流15相比具有预定的更高温度的热废气流(16’)。
更具体的说,本发明涉及以下的实施方案:
1.用于再生设置在内燃机的排气管路中的颗粒过滤器、特别是柴油机颗粒过滤器、的方法,其中将有待净化的废气流输送至少一个颗粒过滤器,其特征在于,输送到该至少一个颗粒过滤器(3)中的废气流是内燃机的未处理废气流(15),在再生操作期间,借助至少一个将节流装置和/或截止装置(13)控制在相应的预定再生参数的控制装置和/或再生装置(10),在颗粒过滤器(3)的上游向该未处理废气流(5)控制地混入与该未处理废气流(15)相比具有预定的更高温度的热的废气流(16’)。
2.第1项的方法,其特征在于,在至少一个颗粒过滤器(3)的上游在分支位置(6)处从未处理废气流(15)中分支出有待加热的废气流(16),其中借助加热装置、特别是加热催化器(8),加热该经分流出的废气流(16),并在分支位置(6)的下游和至少一个颗粒过滤器(3)的上游在通入位置(7)作为经加热的废气流(16’)再次输送至未处理废气流(15’)。
3.第2项的方法,其特征在于,借助控制装置和/或调节装置(10)如此控制至少一个安装在未处理废气流(15)中在分支位置(6)之后和通入位置(7)之前和/或在分流出的废气流(16)中的节流装置和/或截止装置(13、14),使得在再生操作期间取决于预定的操作参数和/或再生参数从未处理废气流(15)分流出预定量的有待加热的废气。
4.上述1-3项之一的方法,其特征在于,在非再生操作中所述节流装置和/或截止装置(13)基本上阻止热的废气流(16’)被输送至未处理废气流,或者将热的废气流(16’)至未处理废气流的输送降低至预定的最小值。
5.上述1-4项之一的方法,其特征在于,所述热的废气流(16’)借助至少一个作为加热装置的加热催化器(8)产生,所述加热催化器具有至少一种这样的活性组分,该活性组分与有待加热的废气流(16)的预定成分进行放热反应和由此产生经加热的废气流(16’),其中所述加热催化器(8)优选配置为氧化催化器、非常优选配置为HC-氧化催化器,该加热催化器由载有烃(12)的有待加热的废气流(16)如此流过,使得通过在氧化催化器中的烃(12)的放热反应加热该废气流(16),其中优选在该加热催化器(8)的上游借助计量装置(9)向有待加热的废气流(16)中以预定量电子控制或调节地计量加入烃(12)达预定时间。
6.上述1-5项之一的方法,其特征在于,在达到在热的废气流(16’)处测得的预定加热温度和/或达到预定λ值后,向有待加热的废气流(16)输送新鲜空气流。
7.上述3-6项之一的方法,其特征在于,在再生操作中分流出的有待加热的废气流(16)的氧含量或λ值降低到低于预定氧限值或λ限值的情况下,所述控制装置和/或截止装置(10)在分支位置(6)的下游借助至少一个节流装置和/或截止装置(14)如此截止或节流所述废气流(15’),使得取决于未处理废气流(15)的氧含量或λ值和/或取决于有待加热的或经加热的废气流(16、16’)的氧含量或λ值,从未处理废气流(15)分流出预定量的废气,并在通入位置(7)的上游输送至至少一个为加热分流出的有待加热的废气流(16)而配备的加热装置(8)中。
8.用于再生安装在内燃机的排气管路中的颗粒过滤器、特别是柴油机颗粒过滤器、特别是用于实施根据前述项之一的方法的装置,具有由有待净化的废气流流过的至少一个颗粒过滤器,其特征在于,借助未处理废气导管(21)输送该至少一个颗粒过滤器(3)的废气流是内燃机的未处理废气流(15),为进行再生操作,可在颗粒过滤器(3)的下游借助额外的可通过至少一个节流装置和/或截止装置(13)以预定程度截止的作为输送导管(5)的废气导管向该未处理废气流(15)输送与该未处理废气流15相比具有预定的更高温度的热废气流(16’)。
9.第8项的装置,其特征在于,在输送导管(5)中安装至少一个加热装置、特别是加热催化器(8),其中所述加热催化器(8)优选设计为氧化催化器,并优选配备计量添加装置(9),藉此可在至少一个加热催化器(8)的上游向有待加热的废气流(16)计量添加用于放热反应的烃(12)等。
10.上述8至9项之一的装置,其特征在于,所述输送导管(5)在至少一个颗粒过滤器(3)的上游在分支位置(6)处从未处理废气导管(21)中分支出来,并在该分支位置(6)的下游和在该至少一个颗粒过滤器(3)的上游在通入位置(7)再次返回到未处理废气导管(21)中。
11.第10项的装置,其特征在于,在未处理废气导管(21)的导管段(4’)中在分支位置(6)之后和在通入位置(7)之前和/或在输送导管(5)中在至少一个作为加热装置的加热催化器(8)之前或之后,安装至少一个可借助控制装置和/或调节装置控制的节流装置和/或截止装置(13、14),籍此该节流装置和/或调节装置可调节从未处理废气流(15)分流出的废气量。
12.上述8-11项之一的装置,其特征在于,所述输送导管(5)与可借助截止机构截止的新鲜空气导管(19)以流控技术连接,籍此可向输送导管(5)输送增压空气侧的新鲜空气流或者在废气返回导管通入处的下游向输送导管(5)输送在增压空气导管中分流出的增压空气流。
13.上述9-12项之一的装置,其特征在于,在输送导管(5)区域中在加热催化器(8)的下游和/或上游配备氧传感器以获取废气流中的O2浓度和/或温度传感器以获取废气流中的温度。
14.上述10-13项之一的装置,其特征在于,在所述通入位置(7)的下游和在颗粒过滤器(3)的上游和/或下游配备至少一个氧化催化器(18),特别是用于氧化未处理废气导管(4)中的烃的氧化催化器,其中优选地设想,安装在该通入位置(7)下游的至少一个氧化催化器(18)被设计为HC-氧化催化器,与在输送导管(5)中的同样被设计为HC-氧化催化器的加热催化器相比,该氧化催化器(18)具有更低的烃氧化性的活性组分含量和/或更小的体积。
15.上述8-14项之一的装置,其特征在于,所述至少一个颗粒过滤器(3)另外具有HC-氧化活性,和/或所述至少一个加热催化器额外具有NO-氧化活性,和/或在排气管路(2)中,特别是在该至少一个颗粒过滤器的下游,安装NOx-还原催化器(17),特别是至少一个NOx存储催化器和/或至少一个SCR催化器。
根据本发明提议,输送至至少一个颗粒过滤器的废气流是内燃机的未处理废气流(Rohabgasstrom),在再生操作期间,在颗粒过滤器的上游向该废气流混入与该未处理废气流相比具有预定更高温度的热的废气流,也就是说,借助将节流和/或截止装置控制在相应的预定再生参数的控制装置和/或再生装置进行控制。其中将未处理废气流在未处理废气导管中输送,借助另一废气导管(在这里称为输送导管)在颗粒过滤器的上游将该热废气流输送至该未处理废气流中。
在本发明范围内,未处理废气流特别理解为这样的废气流,其在颗粒过滤器的上游未流过NO-氧化催化器,并因而是载有炭黑颗粒的、基本上不含NO2的或者仅具有少量来自燃烧的NO2的废气流。
根据一个特别优选的具体实施方案,在至少一个颗粒过滤器的上游在分支位置处从未处理废气流分流出有待加热的废气流,其中所述分流出的废气流随后借助加热装置、优选借助至少一个加热器催化器加热,并借助输送导管在所述分支位置的下游和至少一个颗粒过滤器的上游在通入位置(Mündungsstelle)将所述未处理废气流作为经加热的废气流再次输送至该未处理废气流。
借助这类本发明的解决方案,使得能够在最小化NO2和/或SO3排放的情况下不使用连接在至少一个颗粒过滤器之前的NO-氧化催化器实现性能可靠的和值得信赖的颗粒过滤器再生。这特别由如下方式得以实现:将在非再生操作中经输送导管分流出的废气量最小化至预定值,特别是基本上阻止各废气流经过输送导管。由此避免或减少了在优选设计为HC-氧化催化器的加热装置上通过氧化NO和SO2而形成NO2和SO3
另一方面,对于颗粒过滤器的再生阶段,可以通过释放或打开至少一个节流和/或截止装置,将经输送导管分流出或引导的废气量提高到预定的量值,和可以随后计量添加烃。在该再生阶段中,预计不形成NO2和SO3,因为一方面存在烃的条件下,NO2和SO3的催化形成受到抑制,另一方面,在再生期间在优选设计为HC-氧化催化器的加热装置出现的温度(例如超过700℃)NO/NO2和SO2/SO3热力学平衡位于NO和SO2一侧,这意味着在该情况下,NO2和SO3的形成受到纯热动力学地限制或抑制。通过优选为烃的放热反应或氧化随后实现了在下游连接的颗粒过滤器上沉积的含碳炭黑颗粒的优选的和最优化的热再生。
如上所述,在本发明理念情况下所述热的废气流借助至少一个安装在输送导管中的加热催化器产生。该加热催化器优选设计为氧化催化器,特别是设计为HC-氧化催化器。在该氧化催化器的上游向其中输送烃。输送的烃优选是来自汽车的燃料系统的燃料,其借助计量添加装置,例如通过喷嘴等以预定量极细分散(feinstverteilen)或者雾化地喷入到加热或氧化催化器的输送导管中达预定的时间。这类加热催化器或氧化催化器优选具有这样的活性组分,其与废气流的预定成分(也就是说在本实例情况下与烃)通过放热反应产生经加热的废气流。对于HC-氧化催化器特别合适的是铂族元素和/或钒和/或钨和/或铈作为活性组分。这些活性组分既可以单独使用或应用也可以彼此组合使用或应用。
具体地,该控制装置和/或调节装置可以控制节流装置和/或截止装置,所述节流装置和/或截止装置例如通过至少一个节流阀和/或截止阀或者节流阀门和/或截止阀门形成。这类阀或阀门元件可以简单地和性能可靠地控制和调节,其中优选将这些装置安装在未处理废气流中在分支位置之后和通入位置之前和/或在分流出的废气流中在加热催化器的上游。
为了点燃计量加入的烃,让有待加热的废气流流经优选设计为HC-氧化催化器的加热装置,由此加热该废气流。但是,由此实现的加热导管受到存在的氧量的限制。因此,对于应通过添加过大量的烃达到λ值为1的情况,不再能发生烃的氧化。为了避免这种情况,在达到预定温度后和/或在低于或达到预定的λ值或氧值的情况下,推荐向该有待加热的废气流引入新鲜空气。这种任选的新鲜空气引入起到提高λ值的作用,并由此提高了最大可能的加热效率。其中新鲜空气通常可以在增压空气侧(ladeluftseitig)被分流,具体地例如在废气返回导管的通入处的下游被分流到增压空气导管中。
通过添加例如烃或者在由此通过在HC-氧化催化器中将其氧化,可以由此非常强烈地降低在有待加热的或经加热的废气流中的残余氧含量,使得任选地不再实现完全的烃氧化。为了避免这一点,可以替代地或额外地在分支位置的下游,但在通入位置的上游例如节流未处理废气流,由此进而可以将更多废气和由此更多氧气引导通过输送导管。为此,可以在输送导管区域中在加热催化器的下游和/或上游设置至少一个氧气传感器,籍此可以获取废气流中的氧浓度。同样可以在此处设置至少一个温度传感器。
所述加热催化器原则上可以安装在排气管路之外,这任选地还可以导致该加热催化器的快速冷却。因此,根据一种优选的实施方案设想的是,将加热催化器如此安置在排气管路中,使得其被至少一个废气流(特别是未处理废气流)至少局部地(bereichsweise)绕流过。在该情况下使得经未处理废气导管和输送导管输送的废气流以流控技术
Figure GSB00000943030400081
退耦(entkoppelt)。
为了例如在烃作为氧化剂的情况下避免在颗粒过滤器下游的高烃浓度,可以使其配备有用于氧化烃的催化器。还可以考虑在通入位置之后,在颗粒过滤器的下游和/或上游设置的具有烃氧化活性的合适催化器。为了避免不必要高的NO2和SO3释放,与至少一个安装在输送导管中的加热催化器中相比,该额外的催化器的活性组分载量和或其体积更低。
该总体系可以与用于NOx还原的其它催化器,例如NOx存储催化器和/或SCR催化器相结合,这些催化器可以优选设置或安装在排气管路中颗粒过滤器的下游。对于NOx存储催化器,优选铂和/或钡和/或钙作为活性组分。与此不同,对于SCR催化器而言,则使用在二氧化钛基底或铁沸石或铜沸石或钴沸石上的氧化钨稳定的五氧化二钒是有意义的。
原则上,通过使用沸石可以提高相同催化器的活性。
原则上,至少一个优选配置为HC-氧化催化器的加热催化器还可以另外具备NO氧化活性,由此提高在非再生操作中的NO2含量,使得原则上在预定限值内借助NO2实现额外的颗粒过滤器的再生可能性成为可能。但是,与使用在颗粒过滤器上游连接的NO-氧化催化器的情况相比,在此任选形成的NO2的量也显著降低。但是就此而言还要注意的是,必须热学稳定地实施该HC-氧化催化器。与纯NO-氧化催化器相比,这些通常还导致更低的NO-氧化活性,使得因此还保持降低的NO量。
附图说明
本发明随后借助附图详细描述。
图1示意性示出了第一个本发明的实施方案,
图2示意性示出了相对于图1的替代性实施方案,其具有设置在废气流内的HC-氧化催化器,和
图3示意性示出了分流出的圆形导管段的放大细节图。
在图1中示意性和仅仅示例性地示出了用于安装在此处没有示出的内燃机的排气管路2中的颗粒过滤器3的根据本发明的再生装置1的第一实施方案。
具体地,在此排气管道2具有含第一导管段4的圆形废气管道21,在颗粒过滤器3的上游在分支位置6从其中分支出输送导管5,其中该输送导管5进而又在颗粒过滤器3的上游在通入位置7与在分支位置6的下游继续运行的导管段4’汇合,以形成导管段4”。
在输送导管5中设置有HC-氧化催化器8。
此外,所述再生装置1包括燃料计量添加装置9,正如非常示意性示出的,该燃料计量添加装置与控制装置和/或调节装置10连接。该计量添加装置9具有设计为旁路导管类型的伸入输送导管5中的喷射喷嘴11,通过该喷射喷嘴借助控制装置和/或调节装置10在HC-氧化催化器8的上游以预定量将燃料12控制和/或调节地喷入输送导管5中达预定的时间。
正如图1中可以进一步获知的,在HC-氧化催化器8的上游在输送导管5的区域中还额外安装有节流阀13,该节流阀13优选也与控制装置和/或调节装置10连接。此外,在导管段4’中在分支位置6和通入位置7之间的区域也安装有节流阀14,该节流阀14优选也与控制装置和/或调节装置10连接。
根据两个节流阀13、14的位置,可以预定地控制或调节从由内燃机出来的未处理废气流15分流至输送导管5的量和有待加热的废气流16的质量。在图1中用实线示出了节流阀13、14的打开位置和用虚线示出了节流阀13、14的关闭位置。箭头22示意性示出了节流阀13、14的可变的可能位置。
有待加热的废气流16沿着其流动路径在HC-氧化催化器8的上游容纳喷入的燃料或喷入的烃,并富燃料地流过HC-氧化催化器8,然后在其中发生放热反应或氧化,由此将废气流16加热到预定温度。
该经加热的废气流16’随后在HC-氧化催化器8的下游在通入位置7处再输送至流经导管段4’的未处理废气流15’,在此混合两股废气流15’、16’,使得随后在混合两股废气流15’、16’之后,让热的未处理废气流17流至颗粒过滤器3,在此处存储在颗粒过滤器3中的含碳炭黑颗粒反应得到CO、CO2、N2和NO,由此再生颗粒过滤器3。
在非再生操作中,如此控制节流阀13,使得该节流阀基本上完全关闭输送导管5,使得没有或者几乎没有废气流经输送导管5到达颗粒过滤器3。那么,在这种情况下,节流阀14完全打开。
与此不同的是,在再生操作中将节流阀13打开到如此宽的程度,使得从废气流15分流出预定量的废气,并以上面已经描述的方式产生热的未处理废气流17,然后将该未处理废气流输送至颗粒过滤器3以将该颗粒过滤器再生。
对于要例如通过向输送导管5中添加燃料12而强烈降低废气流16中的残余氧含量和因而在HC-氧化催化器8处不发生烃的完全氧化的情况下,节流阀14可以或多或少地关闭和打开节流阀13,由此该未处理废气流15’被强烈节流地通过导管段4’,使得较大的废气量16和因此较大的氧气量流经输送导管5和由此经过HC-氧化催化器8到达颗粒过滤器3。
正如通过虚线绘出的新鲜空气导管19表示的,可以在再生操作期间将增压空气侧的新鲜空气流混入有待加热的废气流16中,以通过提高可供使用的氧气量进一步提高加热效率达预定时间或者在达到预定废气流温度和/或低于预定λ值或氧气值情况下进一步提高加热效率。
在本发明实例情况下,在该颗粒过滤器3下游还连接有NOx-还原催化器23,例如SCR催化器。
此外,正如在图1中仅以虚线绘出的,可以在通入位置7的下游和颗粒过滤器3的上游还具备额外的HC-氧化催化器18,藉此可以在颗粒过滤器3下游可靠地避免高的烃浓度。替代地或者额外地,为此还可以让该颗粒过滤器3本身配备相应的活性组分。
在图2中示意性和示例性地示出了根据本发明的再生装置1的第二实施方案,其中为了特别紧凑和因而节约空间的结构方式将HC-氧化催化器8安装和容纳在环形围绕该HC-氧化催化器8的未处理废气导管区域。具体地,该经未处理废气导管21的第一导管段4向HC-氧化催化器方向流动的未处理废气流15在此通过一个或多个引流元件
Figure GSB00000943030400111
24分为仅流过该未处理废气导管21的导管段4’的第一废气流15’以及仅流过HC-氧化催化器8的有待加热的第二废气流16。正如从图3可以看出,可以例如类似于图1的实施方案借助在引流元件24的连通开口20区域设置或安装的节流阀13在再生阶段或在非再生阶段中控制分流出的有待加热的第二废气流16的量。
流经HC-氧化催化器8的第二废气流16的质量由此通过引流元件24的几何形状和/或通过例如安装在其中的节流阀13的位置预先设定。节流阀13的控制进而通过电子控制装置和/或调节装置10进行,也就是说取决于预定的再生参数或操作参数,类似于上面与图1的实施方案相关联而描述的节流阀13的控制进行。
在此,在引流装置24的连通开口20的紧前面进而安装计量添加装置9的喷射喷嘴11,籍此可以将燃料12喷入该第二废气流14中,使得在HC-氧化催化器8中发生放热反应和离开该HC-氧化催化器8的热的废气流16’与未处理废气流15’一起混合为热的废气流17。该热的废气流17随后流经颗粒过滤器3并随后流经NOx还原催化器23,正如与图1相关联所述的那些一样。
类似于图1和2的实施方案,通过引流元件24构成的流动区域进而形成从导管段4分支出的导管段4’和“输送导管”5,这些随后在HC-氧化催化器8下游的区域再次汇合成为总的导管段4”。
在导管段4’的区域可以类似于图1的实施方案进而配备节流阀14’,籍此可或多或少地关闭环形空间的几何形状。所选择的第二节流阀14的图示没有考虑该环形几何形状而仅用于示意性表示。

Claims (13)

1.用于再生设置在内燃机的排气管路中的颗粒过滤器(3)的方法,其中将有待净化的废气流输送到至少一个颗粒过滤器(3),和其中输送到该至少一个颗粒过滤器(3)中的废气流是内燃机的未处理废气流(15),在再生操作期间,借助至少一个将节流装置和/或截止装置(13)控制在相应的预定再生参数的控制装置和/或调节装置(10),在颗粒过滤器(3)的上游向该未处理废气流(15)控制地混入与该未处理废气流(15)相比具有预定的更高温度的热的废气流(16’),并且该热的废气流(16’)以如下方式产生:在至少一个颗粒过滤器(3)的上游在分支位置(6)处从未处理废气流(15)中分支出有待加热的废气流(16),其中借助加热装置,加热该经分流出的废气流(16),并在分支位置(6)的下游和至少一个颗粒过滤器(3)的上游在通入位置(7)作为经加热的废气流(16’)再次输送至未处理废气流(15),其特征在于,在达到在热的废气流(16’)处测得的预定加热温度和/或达到预定λ值后,向有待加热的废气流(16)输送新鲜空气流。
2.如权利要求1的方法,其特征在于,借助控制装置和/或调节装置(10)如此控制至少一个安装在未处理废气流(15)中在分支位置(6)之后和通入位置(7)之前和/或在分流出的废气流(16)中的节流装置和/或截止装置(13、14),使得在再生操作期间取决于预定的操作参数和/或再生参数从未处理废气流(15)分流出预定量的有待加热的废气。
3.如权利要求1或2的方法,其特征在于,在非再生操作中所述节流装置和/或截止装置(13)基本上阻止热的废气流(16’)被输送至未处理废气流,或者将热的废气流(16’)至未处理废气流的输送至少降低至预定的最小值。
4.如权利要求1或2的方法,其特征在于,所述热的废气流(16’)借助至少一个作为加热装置的加热催化器(8)产生,所述加热催化器具有至少一种这样的活性组分,该活性组分与有待加热的废气流(16)的预定成分进行放热反应和由此产生经加热的废气流(16’),其中所述加热催化器(8)配置为氧化催化器,该加热催化器由载有烃(12)的有待加热的废气流(16)如此流过,使得通过在氧化催化器中的烃(12)的放热反应加热该废气流(16),其中在该加热催化器(8)的上游借助计量装置(9)向有待加热的废气流(16)中以预定量电子控制或调 节地计量加入烃(12)达到预定时间。
5.如权利要求1或2的方法,其特征在于,在再生操作中分流出的有待加热的废气流(16)的氧含量或λ值降低到低于预定氧限值或λ限值的情况下,所述控制装置和/或调节装置(10)在分支位置(6)的下游借助至少一个节流装置和/或截止装置(14)如此截止或节流所述未处理废气流(15),使得取决于未处理废气流(15)的氧含量或λ值和/或取决于有待加热的或经加热的废气流(16、16’)的氧含量或λ值,从未处理废气流(15)分流出预定量的废气,并在通入位置(7)的上游输送至至少一个为加热分流出的有待加热的废气流(16)而配备的加热装置(8)中。
6.用于再生安装在内燃机的排气管路中的颗粒过滤器的装置,具有由有待净化的废气流流过的至少一个颗粒过滤器,其中,借助未处理废气导管(21)输送该至少一个颗粒过滤器(3)的废气流是内燃机的未处理废气流(15),为进行再生操作,在颗粒过滤器(3)的上游借助额外的可通过至少一个节流装置和/或截止装置(13)以预定程度截止的作为输送导管(5)的废气导管向该未处理废气流(15)输送与该未处理废气流(15)相比具有预定的更高温度的热废气流(16’),其特征在于,所述输送导管(5)与可借助截止机构截止的新鲜空气导管(19)以流控技术连接,藉此可向输送导管(5)输送增压空气侧的新鲜空气流或者在废气返回导管通入处的下游向输送导管(5)输送在增压空气导管中分流出的增压空气流。
7.如权利要求6的装置,其特征在于,在输送导管(5)中安装至少一个加热催化器(8),并配备计量添加装置(9),藉此可在至少一个加热催化器(8)的上游向有待加热的废气流(16)计量添加用于放热反应的烃(12)。
8.如权利要求6至7之一的装置,其特征在于,所述输送导管(5)在至少一个颗粒过滤器(3)的上游在分支位置(6)处从未处理废气导管(21)中分支出来,并在该分支位置(6)的下游和在该至少一个颗粒过滤器(3)的上游在通入位置(7)再次返回到未处理废气导管(21)中。
9.如权利要求8的装置,其特征在于,在未处理废气导管(21)的导管段(4’)中在分支位置(6)之后和在通入位置(7)之前和/或在输 送导管(5)中在至少一个作为加热装置的加热催化器(8)之前或之后,安装至少一个可借助控制装置和/或调节装置控制的节流装置和/或截止装置(13、14),藉此该节流装置和/或调节装置可调节从未处理废气流(15)分流出的废气量。
10.如权利要求6或7的装置,其特征在于,在输送导管(5)区域中在加热催化器(8)的下游和/或上游配备氧传感器以获取废气流中的O2浓度和/或温度传感器以获取废气流中的温度。
11.如权利要求8的装置,其特征在于,在所述通入位置(7)的下游和在颗粒过滤器(3)的上游和/或下游在未处理废气导管(4)中配备至少一个氧化催化器(18)。
12.如权利要求6或7的装置,其特征在于,所述至少一个颗粒过滤器(3)另外具有HC-氧化活性,和/或所述至少一个加热催化器额外具有NO-氧化活性,和/或在排气管路(2)中,安装NOx-还原催化器(17)。
13.如权利要求6或7的装置,其用于再生安装在内燃机的排气管路中的颗粒过滤器(3),以用于实施根据方法权利要求1-5之一的方法。 
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Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4569690B2 (ja) * 2008-09-04 2010-10-27 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
DE102010064020B4 (de) * 2010-12-23 2013-03-07 Bosch Emission Systems Gmbh & Co. Kg Abgasanlage und Aufheizverfahren
DE202011000703U1 (de) * 2011-03-28 2012-07-03 Hjs Emission Technology Gmbh & Co. Kg Heizmodul für eine Abgasreinigungsanlage
FR2982316B1 (fr) * 2011-11-07 2014-01-10 Peugeot Citroen Automobiles Sa Procede de regeneration d'un filtre a particules pour vehicule automobile hybrideprocede de regeneration d'un filtre a particules pour vehicule automobile hybride
DE102013001080B4 (de) 2013-01-23 2017-01-19 Audi Ag Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung sowie entsprechende Antriebseinrichtung
US20140311122A1 (en) * 2013-04-17 2014-10-23 GM Global Technology Operations LLC Flow controlled electrically assisted dpf regeneration
DE102013011806A1 (de) * 2013-07-16 2015-01-22 Man Truck & Bus Ag Verfahren zur Regeneration eines Partikelfilters und Brennkraftmaschine mit Partikelfilter
DE102014005153B4 (de) * 2014-04-08 2023-12-14 Andreas Döring Abgasnachbehandlungssystem und Verfahren zur Abgasnachbehandlung
AT515898B1 (de) * 2014-05-20 2017-09-15 Ge Jenbacher Gmbh & Co Og Verfahren zur Abgasnachbehandlung
AT515887A1 (de) 2014-05-20 2015-12-15 Ge Jenbacher Gmbh & Co Og Verfahren zum Anfahren eines Thermoreaktors
US9616384B2 (en) 2014-06-11 2017-04-11 Basf Se Base metal catalyst
US10350543B2 (en) * 2014-08-12 2019-07-16 Noram Engineering And Constructors Ltd. Gas treatment process and apparatus
US10300435B2 (en) * 2015-02-26 2019-05-28 Ngk Spark Plug Co., Ltd. Ammonia generation apparatus and ammonia generation control apparatus
AT517670B1 (de) 2015-09-04 2023-03-15 Innio Jenbacher Gmbh & Co Og Abgasnachbehandlungsvorrichtung
DE102016003742A1 (de) * 2016-03-31 2017-10-05 Man Diesel & Turbo Se Abgasnachbehandlungssystem, Brennkraftmaschine und Verfahren zum Betreiben derselben
DE102016114427A1 (de) 2016-08-04 2018-02-08 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zur Regeneration eines Partikelfilters
DE102016118972A1 (de) * 2016-10-06 2018-04-12 Man Diesel & Turbo Se Abgasnachbehandlungssystem und Brennkraftmaschine
DE102016120938A1 (de) 2016-11-03 2018-05-03 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur Regeneration eines Partikelfilters bei einem Kraftfahrzeug mit Hybridantrieb
CN115717561A (zh) * 2018-09-28 2023-02-28 康明斯排放处理公司 用于动态控制过滤效率和燃料经济性的系统和方法
DE102019204298A1 (de) * 2019-03-27 2020-10-01 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Abgasreinigungsvorrichtung, damit ausgestattete Brennkraftmaschine und Verfahren zur Abgasreinigung
KR20210142112A (ko) 2019-03-27 2021-11-24 프라운호퍼-게젤샤프트 츄어 푀르더룽 데어 안게반텐 포르슝에.파우. 배기 가스 배출 제어 장치, 이를 구비한 내연 기관 및 배기 가스 배출 제어 방법
CN113446091B (zh) * 2020-03-26 2023-11-14 比亚迪股份有限公司 一种排气装置、发动机及汽车
DE102020119057B3 (de) * 2020-07-20 2021-08-26 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Abgastrakt für eine Verbrennungskraftmaschine

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4646827A (en) * 1983-10-26 1987-03-03 Cobb William O Tubing anchor assembly
US5067973A (en) * 1988-09-27 1991-11-26 Pattas Konstatin N Method of and an apparatus for regenerating a diesel particulate exhaust filter
US7367182B2 (en) * 2003-04-25 2008-05-06 Mitsubishi Fuso Truck And Bus Corporation Exhaust emission control device for an internal combustion engine

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63185425A (ja) * 1987-01-28 1988-08-01 Ngk Insulators Ltd 排ガス浄化用セラミツクハニカムフイルタ
US4902487A (en) 1988-05-13 1990-02-20 Johnson Matthey, Inc. Treatment of diesel exhaust gases
CH680788A5 (en) 1991-01-16 1992-11-13 Alusuisse Lonza Services Ag Filter or catalyst carrier - has structured flow channels and hollow zones for even exhaust gas flow without loss of pressure
DE19704147A1 (de) * 1997-02-04 1998-08-06 Emitec Emissionstechnologie Hitzebeständiger und regenerierbarer Filterkörper mit Strömungswegen
JP3570197B2 (ja) 1998-01-21 2004-09-29 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
DE19934932B4 (de) 1999-07-26 2011-06-30 MAN Truck & Bus AG, 80995 Verfahren und Vorrichtung zur Abscheidung von Feinstpartikeln aus dem Abgas von Brennkraftmaschinen
DE10043613A1 (de) 2000-08-02 2002-02-14 Fev Motorentech Gmbh Regenerierbare Filteranordnung zur Reinigung von Abgasen einer Kolbenbrennkraftmaschine
JP4285096B2 (ja) 2003-06-16 2009-06-24 株式会社デンソー 内燃機関の排ガス浄化装置
JP2006274838A (ja) * 2005-03-28 2006-10-12 Toyota Motor Corp 内燃機関の排気浄化システム
DE102005055240A1 (de) 2005-11-19 2007-05-31 Daimlerchrysler Ag Abgasnachbehandlungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine
FR2907158B1 (fr) 2006-10-16 2011-05-20 Peugeot Citroen Automobiles Sa Monolithe ceramique pour filtre a particules de gaz d'echappement de vehicule automobile
DE102007033424A1 (de) 2007-07-18 2009-01-22 Man Nutzfahrzeuge Ag Selbstreinigendes Abgasnachbehandlungssystem
FR2924749B1 (fr) 2007-12-10 2009-11-27 Peugeot Citroen Automobiles Sa Ligne d'echappement de gaz pour moteur de vehicule automobile equipee d'un catalyseur de reduction selective des oxydes d'azote
DE102008038721A1 (de) 2008-08-12 2010-02-18 Man Nutzfahrzeuge Ag Verfahren und Vorrichtung zur Regeneration eines im Abgastrakt einer Brennkraftmaschine angeordneten Partikelfilters

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4646827A (en) * 1983-10-26 1987-03-03 Cobb William O Tubing anchor assembly
US5067973A (en) * 1988-09-27 1991-11-26 Pattas Konstatin N Method of and an apparatus for regenerating a diesel particulate exhaust filter
US7367182B2 (en) * 2003-04-25 2008-05-06 Mitsubishi Fuso Truck And Bus Corporation Exhaust emission control device for an internal combustion engine

Also Published As

Publication number Publication date
RU2426892C2 (ru) 2011-08-20
US20100041543A1 (en) 2010-02-18
CN101676530A (zh) 2010-03-24
US8268273B2 (en) 2012-09-18
DE102008038719A1 (de) 2010-02-18
RU2009130677A (ru) 2011-02-20

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