DE10053674A1 - Verfahren zur Temperierung eines in einem Abgasstrang von einer Verbrennungskraftmaschine zu einem Katalysator geführten Abgasstroms und entsprechendes Abgastemperiersystem - Google Patents

Verfahren zur Temperierung eines in einem Abgasstrang von einer Verbrennungskraftmaschine zu einem Katalysator geführten Abgasstroms und entsprechendes Abgastemperiersystem

Info

Publication number
DE10053674A1
DE10053674A1 DE10053674A DE10053674A DE10053674A1 DE 10053674 A1 DE10053674 A1 DE 10053674A1 DE 10053674 A DE10053674 A DE 10053674A DE 10053674 A DE10053674 A DE 10053674A DE 10053674 A1 DE10053674 A1 DE 10053674A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
exhaust gas
charge air
catalyst
flow
internal combustion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE10053674A
Other languages
English (en)
Other versions
DE10053674B4 (de
Inventor
Ekkehard Pott
Michael Zillmer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Volkswagen AG
Original Assignee
Volkswagen AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Volkswagen AG filed Critical Volkswagen AG
Priority to DE10053674A priority Critical patent/DE10053674B4/de
Publication of DE10053674A1 publication Critical patent/DE10053674A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE10053674B4 publication Critical patent/DE10053674B4/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/05Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of air, e.g. by mixing exhaust with air
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)

Abstract

Das Verfahren und das Abgastemperiersystem (10) dienen zur Temperierung und insbesondere zur Kühlung eines in einem Abgasstrang (16) von einer Verbrennungskraftmaschine (11) zu einem beispielsweise als NOx-Speicher ausgeführten Katalysators (13) geführten Abgasstroms mittels mindestens eines abgezweigten Ladeluftteilstroms eines der Verbrennungskraftmaschine (11) zugeordneten Abgasturboladers (12). Hierbei ist vorgesehen, dass der abgezweigte Ladeluftteilstrom wenigstens teilweise derart mittels eines Wärmetauschelements (17) auf eine vorgebbare Betriebstemperatur eingestellt wird, dass der Katalysator (13) innerhalb eines vorgebbaren Temperaturbereichs betreibbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Temperierung eines in einem Abgasstrang von einer Verbrennungskraftmaschine zu einem Katalysator geführten Abgasstroms mittels mindestens eines abgezweigten Ladeluftteilstroms eines der Verbrennungskraftmaschine zugeordneten Abgasturboladers, gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.
Ferner bezieht sich die Erfindung auf ein Abgastemperiersystem mit einem Abgasturbolader und einem Katalysator, welche jeweils mit einer Verbrennungskraftmaschine wirkverbunden sind, und einem Ladeluftabzweigsystem, mittels welchem eine Temperierung eines Abgasstroms mittels eines Ladeluftteilstroms erzielbar ist, gemäß Oberbegriff des Anspruchs 14.
Abgaskühlverfahren und entsprechende Vorrichtungen der eingangs genannten Art sind bereits bekannt. Die DE 197 46 658 A1 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Regelung des Temperaturbereiches eines als NOx-Speicherkatalysator ausgeführten Katalysators in einer Abgasanlage eines Verbrennungsmotors, insbesondere eines Diesel- oder Mager-Otto-Motors. Aus dem Abgasstrom wird in Abhängigkeit vom Betriebszustand des Verbrennungsmotors vor dem im Abgasstrang vorgesehenen NOx- Speicher ein solcher Wärmestrom abgeführt, dass eine maximale Temperatur des NOx- Speichers nicht überschritten und insbesondere ein vorgebbarer Temperaturbereich eingehalten wird.
Dies ist notwendig, da NOx-Speicher, beziehungsweise NOx-Speicherkatalysatoren, welche in Fahrzeugen mit magerlauffähigen Verbrennungamotoren eingesetzt werden, lediglich in einem eingeschränkten Arbeits-Temperaturfenster von circa 220°C bis circa 500°C zur Erzielung einer erwünschten Mager-NOx-Einlagerung betrieben werden können. Bei NOx-Speicherkatalysator-Betriebstemperaturen außerhalb dieses Temperaturfensters wird nachteilhafterweise lediglich eine geringe NOx-Einlagerungsrate erhalten. Es besteht zwar die Möglichkeit, bei direkt magerlauffähigen Otto-Motoren in Abhängigkeit vom Betriebszustand der Ausführung der Verbrennungskraftmaschine und der Katalysatoranlage einen Magerbetrieb der Verbrennungskraftmaschine bei einer vorliegenden, zu hohen NOx-Speicherkatalysator-Betriebstemperatur zu unterdrücken, obwohl ein grundsätzlich anzustrebender Magerbetrieb der Verbrennungskraftmaschine hinsichtlich des Brennverlaufs durchführbar wäre, jedoch wird nachteilhafterweise ein mittels eines Magerbetriebs vermeidbarer Kraftstoff-Mehrverbrauch erhalten. Um den Kraftstoffverbrauch so gering wie möglich zu halten, wird deshalb in bekannter Weise eine Umströmung der Abgasanlage mit Frischluft zur Erzielung einer Abgaskühlung herbeigeführt, um geeignete Betriebsbedingungen zu schaffen, welche einen Magerbetrieb der Verbrennungskraftmaschine zulassen. Im Falle einer mittels eines Abgasturboladers in an sich bekannter Weise mit Ladeluft aufgeladenen Verbrennungskraftmaschine kann ferner gemäß DE 197 46 658 A1 überschüssige, aus dem Abgasturbolader abgeblasene Luft zur Zwangskühlung des Abgasstrangs eingesetzt werden.
Nachteilhafterweise sind die bekannten Abgaskühlverfahren und die entsprechenden Abgaskühlsysteme nicht geeignet, in zuverlässiger Weise eine betriebsoptimale Abgastemperierung zu gewährleisten, um eine möglichst hohe Zulässigkeit eines Magerbetriebs der entsprechenden Verbrennungskraftmaschine zu erhalten.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und ein Abgastemperiersystem der eingangs genannten Art zu schaffen, mittels welchem eine zuverlässige und betriebsgünstige Abgastemperierung möglich ist.
Zur Lösung der Aufgabe wird ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen, das sich dadurch auszeichnet, dass der abgezweigte Ladeluftteilstrom wenigstens teilweise derart mittels eines Wärmetauschelements auf eine vorgebbare Betriebstemperatur eingestellt wird, dass der Katalysator innerhalb eines vorgebbaren Temperaturbereichs betreibbar ist. Mittels des Wärmetauschelements kann somit der abgezweigte Ladeluftteilstrom wenigstens teilweise derart abgekühlt beziehungsweise erwärmt (temperiert) werden, dass die Betriebstemperatur des NOx-Speichers möglichst lange innerhalb eines vorgebbaren Temperaturbereichs (Arbeits-Temperaturfenster) gehalten werden kann. Es ist somit möglich, eine kontrollierte und betriebsoptimierende Wärmeübertragung zwischen dem abgezweigten Ladeluftteilstrom und dem Abgasstrom - in Abgasströmungsrichtung - vor dem NOx-Speicher zu erhalten, um einen grundsätzlich anzustrebenden Magerbetrieb der Verbrennungskraftmaschine zuzulassen und gleichzeitig eine möglichst hohe und somit effektive NOx-Einlagerungsrate mittels des NOx-Speichers zu erzielen.
Mit Vorteil wird die Betriebstemperatur des abgezweigten Ladelufteilstroms mittels mindestens eines Ladeluftkühlers eingestellt. Dabei ist ein Ladeluftkühler verhältnismäßig einfach steuerbar, so dass eine geregelte Abgaskühlung mittels des abgezweigten Ladeluftteilstroms ermöglicht wird. Es ist somit in zuverlässiger Weise möglich, mittels geeigneter Steuerung des Ladeluftkühlers ein Überschreiten der NOx- Speicher-Betriebstemperatur über eine vorgebbare, maximal zulässige Arbeitstemperatur zu verhindern. Zur Erhöhung der Effektivität einer angestrebten Abgaskühlung können auch mehrere, gegebenenfalls verschiedenartig ausgebildete beziehungsweise arbeitende Ladeluftkühler im Ladeluftstrang vorgesehen sein.
Alternativ oder ergänzend wird die Betriebstemperatur eines in einem Ladeluftstrang vom Abgasturbolader zur Verbrennungskraftmaschine geführten Ladelufthauptstroms mittels eines Ladeluftkühlers eingestellt. Im Falle eines gekühlten Ladelufthauptstroms und eines zusätzlich separat gekühlten Ladeluftteilstroms ergibt sich die Möglichkeit einer besonders flexiblen und schnellen Abgaskühlung, da die entsprechenden Ladeluftkühler separat aktivierbar und/oder steuerbar sind.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsvariante wird der abgezweigte Ladeluftteilstrom in Abgasströmungsrichtung vor dem NOx-Speicher in den Abgasstrom eingeblasen. Mittels Einblasen eines vorgekühlten, abgezweigten Ladeluftteilstroms in den Abgasstrom stromaufwärts des NOx-Speichers beziehungsweise von weiteren Katalysatoren (Vorkatalysatoren) ist es möglich, den Abgasstrom im Querschnitt nahezu gleichförmig abzukühlen, so dass ein korrektes und störungsfreies Betreiben des NOx-Speichers beziehungsweise der Katalysatoren möglich ist. Dabei kann die Einblaserichtung und/oder Einblasestelle des Ladeluftteilstroms in den Abgasstrom an die jeweils vorliegenden Betriebsbedingungen angepasst werden.
Gemäß einer zusätzlichen beziehungsweise alternativen Ausführungsvariante wird der abgezweigte Ladelufteilstrom vom Abgasstrang vor dem NOx-Speicher unter Ausbildung eines Abgaswärmetauschers vorbeigeführt. In dieser Weise erfolgt eine Abgastemperierung vor dem NOx-Speicher beziehungsweise vor weiteren Katalysatoren, ohne dass es zu einer Vergrößerung des Volumenstroms im Abgasstrang (wie beispielsweise mittels Einblasen von Ladeluft) kommt. Der Ladeluftteilstrom kann somit unabhängig vom Abgasstrom druck- und volumenstrommäßig ausgelegt werden.
Vorzugsweise werden die Betriebstemperatur des Ladelufthauptstroms, des Ladeluftteilstroms, des Abgasstroms im Abgasstrang und/oder des NOx-Speichers mittels eines Sensormittels gemessen und das Wärmetauschelement unter Ausbildung eines Regelkreises mittels einer Steuereinheit betrieben. Hierdurch wird eine automatisierte, präzise und in zuverlässiger Weise reproduzierbare Abgastemperierung und insbesondere Abgaskühlung gewährleistet. Dabei können mittels der Steuereinheit gegebenenfalls auch weitere Betriebsdaten beziehungsweise Informationen zur Durchführung einer optimierten Abgastemperierung herangezogen werden.
Mit Vorteil erfolgt die Abzweigung des Ladeluftteilstroms vom Ladelufthauptstrom und/oder einer Unterteilung des Ladeluftteilstroms mittels eines insbesondere zentral steuerbaren Ladeluftabzweigsystems. Mittels eines derartigen Abzweigsystems besteht zusätzlich die Möglichkeit, die Volumenstromgröße des Ladeluftteilstroms zu steuern und somit eine flexibel anpassbare Abgastemperierung und insbesondere Abgaskühlung mittels eines Ladeluftteilstroms zu erhalten. Dabei kann das Ladeluftabzweigsystem beispielsweise eine Mehrzahl an einstellbaren Verteilerventilen aufweisen.
Zur Lösung der Aufgabe wird auch ein Abgastemperiersystem vorgeschlagen, das die Merkmale des Anspruchs 14 aufweist. Das erfindungsgemäße Abgasfemperiersystem ist gekennzeichnet durch mindestens ein Wärmetauschelement zur Einstellung einer vorgebbaren Betriebstemperatur des abgezweigten Ladeluftteilstroms. Mittels eines derartigen Abgastemperiersystems lassen sich die bereits im Bezug auf das Verfahren vorgenannten Vorteile erzielen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das Wärmetauschelement als Ladeluftkühler ausgebildet, wobei in einem zur Verbrennungskraftmaschine führenden Ladeluftstrang und/oder in einer zu einem Abgasstrang führenden Abzweigungsleitung ein jeweiliges Wärmetauschelement angeordnet sein kann. Ein derartiges Abgastemperiersystem ist vorteilhafterweise kompakt ausbildbar und kann flexibel an die jeweils vorliegenden Abgasbetriebsbedingungen und an das entsprechende Katalysatoraggregat angepasst werden.
Mit Vorteil ist das Ladeluftabzweigsystem insbesondere zentral mittels einer Steuereinheit steuerbar zur Abzweigung und/oder Unterteilung des Ladeluftteilstroms. Ein mit einer zentralen Steuereinheit operativ wirkverbundenes Abgastemperiersystem eignet sich besonders zur kontrollierten, flexiblen und schnellen Abgastemperierung und insbesondere Abgaskühlung mittels eines oder mehrerer Ladeluftteilströme.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen und aus der Beschreibung.
Die Erfindung wird nachfolgend in einem Ausführungsbeispiel anhand einer zugehörigen Zeichnung näher erläutert. In einer einzigen Figur ist ein erfindungsgemäßes Abgastemperiersystem anhand eines Blockschaltbildes dargestellt.
Die Figur zeigt in schematischer Darstellung ein allgemein mit 10 bezeichnetes Abgastemperiersystem, welches insbesondere in einem Fahrzeug (nicht dargestellt) mit aufgeladener, magerlauffähiger Verbrennungskraftmaschine 11 eingesetzt werden kann. Die Verbrennungskraftmaschine 11 (Verbrennungsmotor) steht mit einem Abgasturbolader 12 und mit einem beispielsweise als NOx-Speicher ausgeführten Katalysator 13 in an sich bekannter Weise in Wirkverbindung. Vom Abgasturbolader 12 führt ein Ladeluftstrang 15 in Form eines Saugrohrs 23 zur Ladeluftbeaufschlagung zur Verbrennungskraftmaschine 11, welche austrittsseitig mittels eines Abgasstrangs 16 mit dem NOx-Speicher 13 in Wirkverbindung steht. Der Ladeluftstrang 15 ist mittels eines Ladeluftabzweigsystems 14 mit dem Abgasstrang 16 zur Abgastemperierung und insbesondere zur Abgaskühlung verbunden.
Mittels des Abgasturboladers 12 wird die Verbrennungskraftmaschine 11 in an sich bekannter Weise gemäß Pfeile 24 durch den Ladeluftstrang 15 mit Ladeluft beaufschlagt, während austrittsseitig von der Verbrennungskraftmaschine 11 Abgas durch den Abgasturbolader 12 und den Abgasstrang 16 gemäß Pfeile 25 zum NOx- Speicher 13 geleitet und von diesem in ebenfalls bekannter Weise weitergeleitet wird. Zwischen Abgasturbolader 12 und NOx-Speicher 13 ist im Abgasstrang 16 ein Vorkatalysator 26 integriert, welcher im Betrieb vom Abgasstrom durchsetzt wird (Pfeil 25).
Ladelufteintrittsseitig zur Verbrennungskraftmaschine 11 ist der Ladeluftstrang 15 mit dem Ladeluftabzweigsystem 14 wirkverbunden. Hierzu sind zwei voneinander in Ladeluftströmungsrichtung (Pfeile 24) beabstandet angeordnete Ventilmittel 28, 29 innerhalb des Ladeluftstrangs 15 vorgesehen, von welchen Abzweigungsleitungen 18 zu einem gemeinsamen Wärmetauschelement 17 führen. Ferner ist auch zwischen den Ventilmitteln 28, 29 ein im Ladeluftstrang 15 integriertes Wärmetauschelement 17 vorgesehen. Die Abzweigungsleitungen 18 führen durch das gemeinsame Wärmetauschelement 17 zu einem Ventilmittel 32, welches austrittsseitig mittels einer Ladeluftzuführleitung 19 mit dem Abgasstrang 16 sowie mittels einer weiteren, separaten Ladeluftzuführleitung 20 mit einem weiteren Ventilmittel 35 wirkverbunden ist. Das Ventilmittel 35 ist austrittsseitig mittels zwei voneinander getrennter Ladeluftzuführleitungen 21, 22 ebenfalls mit dem Abgasstrang 16 wirkverbunden. Die Wirkverbindung zwischen den Ladeluftzuführleitungen 19 und 22 mit dem Abgasstrang 16 ist derart ausgebildet, dass ein direktes Einblasen von Ladeluft in den Abgasstrang 16 möglich ist. Dabei ist die Ladeluftzuführleitung 19 in Bezug auf den Vorkatalysator 26 stromaufwärts mit dem Abgasstrang 16 wirkverbunden, während die Ladeluftzuführleitung 22 zwischen Vorkatalysator 26 und NOx-Speicher 13 mit dem Abgasstrang 16 in Wirkverbindung steht. Die Ladeluftzuführleitung 21 bildet dagegen im Bereich des Abgasstrangs 16 einen Abgaswärmetauscher, welcher in der Figur mit 27 bezeichnet ist. Der Abgaswärmetauscher 27 befindet sich im vorliegenden Ausführungsbeispiel zwischen Vorkatalysator 26 und NOx-Speicher 13.
Von dem Ladelufthauptstrom, welcher gemäß Pfeile 24 durch den Ladeluftstrang 15 gefördert wird, wird mittels des Ventilmittels 28 und/oder des Ventilmittels 29 ein Ladeluftteilstrom abgezweigt und durch die Abzweigungsleitungen 18 gemäß Pfeile 30, 31 zum Ventilmittel 32 geleitet. Dabei wird der abgezweigte Ladeluftteilstrom mittels wenigstens eines der zwei Wärmetauschelemente 17 auf eine vorgebbare Betriebstemperatur temperiert. Das Ventilmittel 32 ist geeignet, den abgezweigten und temperierten und insbesondere gekühlten Ladeluftteilstrom aufzuteilen und mittels der Ladeluftzuführleitung 19 gemäß Pfeil 33 in den Abgasstrang 16 einzublasen, während die restliche Ladeluft des abgezweigten Ladeluftteilstroms durch die Ladeluftzuführleitung 20 gemäß Pfeil 34 zum Ventilmittel 35 geleitet wird. Das Ventilmittel 35 ist ebenfalls geeignet, den restlichen Ladeluftteilstrom aufzuteilen und mittels der Ladeluftzuführleitung 21 gemäß Pfeil 36 dem Abgaswärmetauscher 27 zuzuführen sowie mittels der Ladeluftzuführleitung 22 gemäß Pfeil 37 in den Abgasstrang 16 einzublasen.
Die Ventilmittel 28, 29, 32, 35 sind vorzugsweise als steuerbare Regelventile ausgebildet und jeweils mittels entsprechender, als Doppelpfeile dargestellte Steuerleitungen 39, 40, 41, 42 mit einer zentralen Steuereinheit 38 operativ wirkverbunden. Die zentrale Steuereinheit 38 kann zusätzlich mit weiteren Funktionselementen (nicht dargestellt) mittels einer als Doppelpfeil 43 dargestellten Steuerleitung wirkverbunden sein, wobei die Funktionselemente beispielsweise Sensoren zur Ermittlung der Betriebstemperatur des Ladelufthauptstroms im Ladeluftstrang 15, des Ladeluftteilstroms in den Abzweigungsleitungen 18, des Abgasstroms im Abgasstrang 16 und/oder des NOx- Speichers 13 sein können. Das Abgastemperiersystem 10 eignet sich somit besonders zur kontrollierten und flexiblen Abgastemperierung und insbesondere Abgaskühlung im Abgasstrang 16 stromaufwärts des Vorkatalysators 26 und/oder des NOx-Speichers 13.
Es sind bei der aufgeladenen Verbrennungskraftmaschine 11 verschiedene Betriebsstrategien möglich:
  • - In einem geschichtet-mageren oder homogen-mageren Betrieb der Verbrennungskraftmaschine 11 wird bei einer erforderlichen Abgaskühlung zunächst ein oberhalb eines von der Motorsteuerung vorgegebenen Soll- Ladedrucks, idealerweise ein vom Turbolader abhängiger maximaler Ladedruck mittels des Abgasturboladers 12 aufgebaut. Die Beaufschlagung der Verbrennungskraftmaschine 11 mit Ladeluft erfolgt dabei mittels Steuerung der Ventilmittel 28, 29. Der mittels des Ladeluftabzweigsystems 14 abgezweigte Ladeluftteilstrom wird dabei zur Abgaskühlung herangezogen. Dabei ergänzen sich zwei voneinander getrennte Kühlungsmechanismen, da aufgrund der verhältnismäßig hohen Aufladung der aus der Verbrennungskraftmaschine 11 austretende Abgasstrom relativ stark entspannt und somit gekühlt wird und anschließend mittels des abgezweigten Ladeluftteilstroms zusätzlich abgekühlt wird.
  • - Bei einem Betrieb der Verbrennungskraftmaschine 11 mit einem Lambda-Wert von 1,0 ist zur Abgaskühlung ebenfalls ein Ladedruck-Aufbau mittels des Abgasturboladers 12 möglich. In diesem Betriebsfall kann allerdings der Kühlungsanteil der Ladeluft üblicherweise lediglich zur äußeren Kühlung der Abgasanlage mittels des Abgaswärmetauschers 27 herangezogen werden. Eine direkte Einblasung von Ladeluft in den Abgasstrang 16 ist lediglich stromabwärts des Vorkatalysators 26 möglich, sofern mittels dieses Vorkatalysators 26 eine 3- Wege-Funktion der Abgasreinigung weitgehend gewährleistet ist. In einem solchen Betriebsfall ist ein Magerbetrieb des NOx-Speichers 13 insbesondere dann möglich, wenn mittels einer Ladelufteinblasung mittels der Ladeluftzuführleitung 22 der NOx-Speicher 13 auf eine innerhalb eines Mager-NOx- Arbeitstemperaturfensters liegende Betriebstemperatur gekühlt wird.
  • - Bei einem Betrieb der Verbrennungskraftmaschine 11 unter hohen Lasten ist eine Nutzung eventuell überschüssiger Ladeluftanteile lediglich bei einem Lambda-Wert von 1,0 in vorstehend beschriebener Weise möglich. Wird allerdings beispielsweise zum Bauteilschutz eine Abgasanfettung vorgenommen, darf keine Ladelufteinblasung in den Abgasstrang 16 erfolgen, da die zusätzlich eingeblasene Luft mit den Abgasschadstoffen so reagieren würde, dass in den Katalysatoren eine schädigende Temperaturüberhöhung auftreten würde. Eine Temperierung beziehungsweise Kühlung mittels des Abgaswärmetauschers 27 ist allerdings weiterhin möglich. Mit einer derartigen Maßnahme kann die Einleitung einer Volllastanreicherung zumindest verzögert werden. Im Volllastbetrieb und im volllastnahen Betrieb mit entsprechend hoher Motor- und Turboladerbelastung kann eine zeitlich variable, kurzfristige Überlastung des Turboladers toleriert werden ("Overboost"), so lange die Betriebsfähigkeit der Verbrennungskraftmaschine und des Turboladers hierdurch nicht wesentlich beeinträchtigt wird.
Es ist vorteilhafterweise möglich, die einzelnen Funktionselemente des Ladeluftabzweigsystems 14 beziehungsweise des Abgastemperiersystems 10 (Abzweigungsleitungen 18, Wärmetauschelemente 17; Ventilmittel 28, 29, 32, 35; Ladeluftzuführleitungen 19, 20, 21, 22; Abgaswärmetauscher 27) in sinnvoller Kopplung beliebig miteinander zu kombinieren. Ferner können für die Wärmetauschelemente 17 unterschiedliche Kühlmedien vorgesehen sein.

Claims (18)

1. Verfahren zur Temperierung und insbesondere zur Kühlung eines in einem Abgasstrang von einer Verbrennungskraftmaschine zu einem Katalysator geführten Abgasstroms mittels mindestens eines abgezweigten Ladeluftteilstroms eines der Verbrennungskraftmaschine zugeordneten Abgasturboladers, dadurch gekennzeichnet, dass der abgezweigte Ladeluftteilstrom wenigstens teilweise derart mittels eines Wärmetauschelements (17) auf eine vorgebbare Betriebstemperatur eingestellt wird, dass der Katalysator (13) innerhalb eines vorgebbaren Temperaturbereichs betreibbar ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Betriebstemperatur des abgezweigten Ladeluftteilstroms mittels mindestens eines Ladeluftkühlers (17) eingestellt wird.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Betriebstemperatur eines in einem Ladeluftstrang (15) vom Abgasturbolader (12) zur Verbrennungskraftmaschine (11) geführten Ladelufthauptstroms mittels eines Ladeluftkühlers (17) eingestellt wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der abgezweigte Ladeluftteilstrom in Abgasströmungsrichtung (25) vor dem Katalysator (13) in den Abgasstrom eingeblasen wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der abgezweigte Ladeluftteilstrom am Abgasstrang (16) vor dem Katalysator (13) unter Ausbildung eines Abgaswärmetauschers (27) vorbeigeführt wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Betriebstemperatur des Ladelufthauptstroms, des Ladeluftteilstroms, des Abgasstroms im Abgasstrang (16) und/oder des Katalysators (13) mittels eines Sensormittels gemessen und das Wärmetauschelement (17) unter Ausbildung eines Regelkreises mittels einer Steuereinheit (38) betrieben werden.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abzweigung des Ladeluftteilstroms vom Ladelufthauptstrom und/oder eine Unterteilung des Ladeluftteilstroms mittels eines insbesondere zentral steuerbaren Ladeluftabzweigsystems (14) erfolgt.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Katalysator (13) ein Nox-Speicher oder ein NOx- Speicherkatalysator verwendet wird.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Verbrennungskraftmaschine (11) ein magerlauffähiger direkteinspritzender Otto-Motor verwendet wird.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Verbrennungskraftmaschine (11) ein Dieselmotor verwendet wird.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der vom Abgasturbolader (12) aufgebrachte Ladedruck oberhalb des von der Motorsteuerung (38) im aktuellen Betriebspunkt der Verbrennungskraftmaschine (11) angeforderten Soll-Ladedrucks liegt.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der vom Abgasturbolader (12) aufgebrachte Ladedruck dem maximalen im aktuellen Turbolader-Betriebspunkt erreichbaren Ladedruck entspricht.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der vom Abgasturbolader (12) aufgebrachte Ladedruck im Volllastbetrieb oder im volllastnahen Betrieb zeitweise oberhalb der Betriebsfestigkeitsgrenze des Abgasturboladers (12) liegt.
14. Abgastemperiersystem, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 13, mit einem Abgasturbolader (12) und einem Katalysator (13), welche jeweils mit einer Verbrennungskraftmaschine (11) wirkverbunden sind, und einem Ladeluftabzweigsystem (14), mittels welchem eine Temperierung des Abgasstroms mittels eines Ladeluftteilstroms erzielbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Wärmetauschelement (17) zur Einstellung einer vorgebbaren Betriebstemperatur des abgezweigten Ladeluftteilstroms vorgesehen ist.
15. Abgastemperiersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmeaustauschelement (17) als Ladeluftkühler ausgebildet ist.
16. Abgastemperiersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmeaustauschelement (17) in einem zur Verbrennungskraftmaschine (11) führenden Ladeluftstrang (15) angeordnet ist.
17. Abgastemperiersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmetauschelement (17) in einer zu einem Abgasstrang (16) führenden Abzweigungsleitung (18) angeordnet ist.
18. Abgastemperiersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ladeluftabzweigsystem (14) insbesondere zentral mittels einer Steuereinheit (38) steuerbar ist zur Abzweigung und/oder Unterteilung des Ladeluftteilstroms.
DE10053674A 2000-10-28 2000-10-28 Verfahren zur Temperierung eines in einem Abgasstrang von einer Verbrennungskraftmaschine zu einem Katalysator geführten Abgasstroms und entsprechendes Abgastemperiersystem Expired - Fee Related DE10053674B4 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10053674A DE10053674B4 (de) 2000-10-28 2000-10-28 Verfahren zur Temperierung eines in einem Abgasstrang von einer Verbrennungskraftmaschine zu einem Katalysator geführten Abgasstroms und entsprechendes Abgastemperiersystem

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10053674A DE10053674B4 (de) 2000-10-28 2000-10-28 Verfahren zur Temperierung eines in einem Abgasstrang von einer Verbrennungskraftmaschine zu einem Katalysator geführten Abgasstroms und entsprechendes Abgastemperiersystem

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE10053674A1 true DE10053674A1 (de) 2002-05-08
DE10053674B4 DE10053674B4 (de) 2012-08-16

Family

ID=7661503

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE10053674A Expired - Fee Related DE10053674B4 (de) 2000-10-28 2000-10-28 Verfahren zur Temperierung eines in einem Abgasstrang von einer Verbrennungskraftmaschine zu einem Katalysator geführten Abgasstroms und entsprechendes Abgastemperiersystem

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE10053674B4 (de)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006126922A1 (en) * 2005-05-26 2006-11-30 Volvo Lastvagnar Ab Method for regeneration of an exhaust aftertreatment system
DE102010007209A1 (de) 2010-02-05 2011-08-11 Daimler AG, 70327 Verfahren zum Behandeln von Abgas einer Verbrennungskraftmaschine
DE102016011139A1 (de) 2016-09-15 2017-03-30 Daimler Ag Verfahren zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs
AT524940A4 (de) * 2021-05-26 2022-11-15 Avl List Gmbh Verfahren zur schnellkühlung

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021106443A1 (de) 2021-03-17 2022-09-22 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Abgasnachbehandlungsvorrichtung einer Verbrennungskraftmaschine

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0415128A1 (de) * 1989-08-30 1991-03-06 Asea Brown Boveri Ag Schaltung einer Brennkraftmaschine
DE4410022A1 (de) * 1994-03-23 1995-10-05 Siemens Ag Abgasreinigungsanlage für eine Brennkraftmaschine
DE10009541A1 (de) * 1999-03-05 2000-10-19 Avl List Gmbh Brennkraftmaschine mit direkter Kraftstoffeinspritzung in den Brennraum

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19746658A1 (de) * 1997-10-22 1999-04-29 Emitec Emissionstechnologie Verfahren und Vorrichtung zur Regelung des Temperaturbereiches eines NOx-Speichers in einer Abgasanlage eines Verbrennungsmotors

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0415128A1 (de) * 1989-08-30 1991-03-06 Asea Brown Boveri Ag Schaltung einer Brennkraftmaschine
DE4410022A1 (de) * 1994-03-23 1995-10-05 Siemens Ag Abgasreinigungsanlage für eine Brennkraftmaschine
DE10009541A1 (de) * 1999-03-05 2000-10-19 Avl List Gmbh Brennkraftmaschine mit direkter Kraftstoffeinspritzung in den Brennraum

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006126922A1 (en) * 2005-05-26 2006-11-30 Volvo Lastvagnar Ab Method for regeneration of an exhaust aftertreatment system
DE102010007209A1 (de) 2010-02-05 2011-08-11 Daimler AG, 70327 Verfahren zum Behandeln von Abgas einer Verbrennungskraftmaschine
DE102016011139A1 (de) 2016-09-15 2017-03-30 Daimler Ag Verfahren zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs
AT524940A4 (de) * 2021-05-26 2022-11-15 Avl List Gmbh Verfahren zur schnellkühlung
AT524940B1 (de) * 2021-05-26 2022-11-15 Avl List Gmbh Verfahren zur schnellkühlung

Also Published As

Publication number Publication date
DE10053674B4 (de) 2012-08-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102005045294B4 (de) Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
DE69913149T2 (de) Katalysatorsystem für brennkraftmaschinen mit getrennter abfuhr und zwei katalysatoren
DE102006057488B4 (de) Brennkraftmaschine und Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
DE10022981B4 (de) Schadstoffbegrenzungssystem
DE602004001100T2 (de) Abgasregeleinrichtung einer Brennkraftmaschine und Verfahren zur Schätzung des Abgasdurchflusses
DE102010032076B4 (de) Twinturbodiesel-Nachbehandlungssystem
DE4344137B4 (de) System zum Schutz eines Katalysators im Abgassystem einer Brennkraftmaschine vor Übertemperatur
EP1028235A2 (de) Verfahren zur Steuerung einer Brennkraftmaschine mit einem Abgasnachbehandlungssystem
EP1108862B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Reduzieren schädlicher Bestandteile im Abgas einer Brennkraftmaschine
DE102009027639A1 (de) Abgasanlage mit Abgasrückführung
DE102007060142B4 (de) Steuerverfahren zur zeitlichen Erhöhung der Abgastemperatur
DE10026359B4 (de) Abgasreinigungsanlage für eine fremdgezündete, aufgeladene Verbrennungskraftmaschine und Verfahren zum Betrieb derselben
DE102017103560A1 (de) Verbrennungsmotor und Verfahren zur Regeneration eines Partikelfilters im Abgaskanal eines Verbrennungsmotors
EP1086741A2 (de) Verfahren zur Steuerung einer Regeneration eines Partikelfilters und einer Entschwefelung eines NOx-Speicherkatalysators
DE4325307C2 (de) Verfahren zur Steuerung der Kraftstoffzufuhr bei einer gemischverdichtenden Brennkraftmaschine
DE102017115399A1 (de) Abgasnachbehandlungssystem und Verfahren zur Abgasnachbehandlung eines Verbrennungsmotors
EP0758429B1 (de) Steuersystem für eine brennkraftmaschine
DE10053674B4 (de) Verfahren zur Temperierung eines in einem Abgasstrang von einer Verbrennungskraftmaschine zu einem Katalysator geführten Abgasstroms und entsprechendes Abgastemperiersystem
EP1662106B1 (de) Abgasanlage für eine Brennkraftmaschine
DE102019005155A1 (de) Verbrennungskraftmaschine für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Kraftwagen, sowie Verfahren zum Betreiben einer solchen Verbrennungskraftmaschine
DE60216714T2 (de) Steuereinrichtung für Kraftfahrzeug-Dieselmotoren
DE3043584A1 (de) Einspritz-brennkraftmaschine
DE102005032457A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung oder Regelung der Rußabbrandgeschwindigkeit
DE102019219892A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Regeneration eines beschichteten Partikelfilters im Abgastrakt eines benzinbetriebenen Kraftfahrzeugs
DE102017204772A1 (de) Niederdruck-Abgasrückführungssystem

Legal Events

Date Code Title Description
OM8 Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law
8120 Willingness to grant licences paragraph 23
8110 Request for examination paragraph 44
R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final

Effective date: 20121117

R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee

Effective date: 20140501