DE102005023294A1 - Dieselpartikelfilter - Google Patents

Dieselpartikelfilter Download PDF

Info

Publication number
DE102005023294A1
DE102005023294A1 DE200510023294 DE102005023294A DE102005023294A1 DE 102005023294 A1 DE102005023294 A1 DE 102005023294A1 DE 200510023294 DE200510023294 DE 200510023294 DE 102005023294 A DE102005023294 A DE 102005023294A DE 102005023294 A1 DE102005023294 A1 DE 102005023294A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
diesel particulate
particulate filter
filter
filter element
housing
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.)
Withdrawn
Application number
DE200510023294
Other languages
English (en)
Inventor
Gerhard Kahmann
Thorsten Dr. rer. nat. Düsterdiek
Carsten Dr. rer. nat. Jutka
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 DE200510023294 priority Critical patent/DE102005023294A1/de
Priority to FR0604135A priority patent/FR2885951B1/fr
Publication of DE102005023294A1 publication Critical patent/DE102005023294A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021—Exhaust 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 filters
    • F01N3/023—Exhaust 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 filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles
    • F01N3/0231—Exhaust 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 filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles using special exhaust apparatus upstream of the filter for producing nitrogen dioxide, e.g. for continuous filter regeneration systems [CRT]
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021—Exhaust 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 filters
    • F01N3/033—Exhaust 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 filters in combination with other devices
    • F01N3/035—Exhaust 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 filters in combination with other devices with catalytic reactors, e.g. catalysed diesel particulate filters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/103—Oxidation catalysts for HC and CO only
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2330/00—Structure of catalyst support or particle filter
    • F01N2330/06—Ceramic, e.g. monoliths
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2330/00—Structure of catalyst support or particle filter
    • F01N2330/10—Fibrous material, e.g. mineral or metallic wool
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2330/00—Structure of catalyst support or particle filter
    • F01N2330/14—Sintered material
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2410/00—By-passing, at least partially, exhaust from inlet to outlet of apparatus, to atmosphere or to other device
    • F01N2410/08—By-passing, at least partially, exhaust from inlet to outlet of apparatus, to atmosphere or to other device in case of clogging, e.g. of particle filter
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2510/00—Surface coverings
    • F01N2510/06—Surface coverings for exhaust purification, e.g. catalytic reaction
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2510/00—Surface coverings
    • F01N2510/06—Surface coverings for exhaust purification, e.g. catalytic reaction
    • F01N2510/065—Surface coverings for exhaust purification, e.g. catalytic reaction for reducing soot ignition temperature

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Filtering Of Dispersed Particles In Gases (AREA)
  • Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Dieselpartikelfilter zur Reinigung des Abgases eines Dieselmotors mit einer katalytischen Beschichtung des Filterelementes (12) für eine kontinuierliche Regeneration des am Filterelement (12) abgeschiedenen Rußes (CRT-Effekt). Da bei bestimmten Fahrbedingungen, bei denen nicht genügend NO¶2¶ für den Abbrand des Rußes erzeugt wird, der Füllungsgrad des Filters so weit zunehmen kann, dass der Motor infolge des hohen Abgasgegendruckes zum Stillstand kommt, ist vorgesehen, dass der Dieselpartikelfilter (2) mit einer Vielzahl von im Innern des Filterelementes angeordneten Bypasskanälen versehen ist, durch die bei diesen Betriebsbedingungen Abgas ungefiltert hindurchtreten kann. Auf diese Weise kann verhindert werden, dass der Motor zum Stillstand kommt, und es kannn die Zeit überbrückt werden, bis die Fahrbedingungen eine Regeneration des Filters wieder zulassen.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Dieselpartikelfiltersystem, umfassend einen im Abgasstrang eines Dieselmotors angeordneten Dieselpartikelfilter mit einer katalytischen Beschichtung des Filterelementes für eine kontinuierliche Regeneration des am Filterelement abgeschiedenen Rußes (CRT-Effekt) nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Herkömmliche Dieselpartikelfilter arbeiten in der Weise, dass zunächst über eine bestimmte Betriebszeit Rußpartikel im Filter gesammelt werden; wenn die im Filter gesammelte Rußmenge eine bestimmte Größe erreicht hat und beispielsweise der dadurch verursachte Gegendruck einen bestimmten Wert annimmt, wird der Filter durch kontrollierten Abbrand des gesammelten Rußes regeneriert. Dazu wird beispielsweise durch die Motormanagement-Steuerung das Kraftstoffluftgemisch angereichert, um den für einen Abbrand erforderlichen Kraftstoff zur Verfügung zu stellen. Bei manchen Filterbauweisen wird zusätzlich ein verbrennungsförderndes Additiv benötigt. Derartige Dieselpartikelfilter lassen sich im Wesentlichen nur verwirklichen, wenn auch die dem Motor zugeordnete Motormanagement-Steuerung entsprechend ausgelegt ist, so dass eine Nachrüstung derartiger Dieselpartikelfilter im Allgemeinen nicht möglich ist.
  • Es sind auch schon Dieselpartikelfilter mit kontinuierlicher Regeneration mit Hilfe des so genannten CRT-Effektes bekannt. Bei diesem auch als passive Regenerationsmethode bekannten Verfahren ist das eigentliche Filterelement mit einer katalytischen Beschichtung versehen, die für einen mehr oder weniger kontinuierlichen Abbrand des sich sammelnden Rußes sorgt. Das für diesen Abbrand erforderliche Stickstoffdioxid (NO2) wird zuvor durch katalytische Umwandlung des beim Verbrennungsprozess entstehenden Stickstoffmonoxid (NO) bereitgestellt.
  • Reichen die Fahrbedingungen zum vollständigen Abbrand des gesammelten Rußes nicht aus, so wird dieser zwischengespeichert, und es kann im ungünstigsten Fall zu einer Filterverstopfung kommen, die bis zu einem Motorstillstand durch zu hohen Abgasgegendruck führen kann.
  • Um einer derartigen Filterverstopfung zu begegnen, wird in der JP-A-61223125 vorgeschlagen, einen Bypassleitung parallel zu dem Partikelfilter anzuordnen, die durch mittels eines Stellglieds betätigbarer Regelklappen dann geöffnet wird, wenn der Partikelfilter aufgrund seines Befüllungsgrades regeneriert wird. Nachteilig hieran ist die Verwendung zusätzlicher Bauteile.
  • Weiterhin wird DE 100 44 893 A1 vorgeschlagen, im Innern des Partikelfilters eine Bypassleitung anzuordnen, so dass im Fall eines zu hohen Strömungswiderstands des Filters aufgrund des angesammelten Rußes das Abgas durch den Bypass passieren kann, wodurch ein Blockieren des Abgasstrangs vermieden wird. Allerdings ist durch die Verwendung eines integrierten Bypasses die Filtereffizienz suboptimal.
    •
  • Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Dieselpartikelfiltersystem der im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten Art zu schaffen, bei welchem die Filtereffizienz verbessert ist.
  • Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch ein Dieselpartikelfiltersystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Dazu ist bei einem Dieselpartikelfilter der im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten Art vorgesehen, dass im Innern des Filterelements eine Vielzahl von Bypasskanälen angeordnet sind. Vielzahl bedeutet dabei, dass die Anzahl der Bypasskanäle größer oder gleich zwei ist, wobei die Anzahl normalerweise deutlich größer als zwei ist. Dabei verlaufen die Bypasskanäle vorzugsweise in Durchströmrichtung des Filterelements, sie können in einer Ausführungsform jedoch auch senkrecht zur Durchströmrichtung verlaufen.
  • Da wie weiter vorne dargelegt der Füllungsgrad des Dieselpartikelfilters abhängig von den jeweiligen Fahrbedingungen variabel ist, ändert sich auch der vom Füllungsgrad abhängige Gegendruck des Dieselpartikelfilters und damit der Strömungswiderstand für die Abgase, so dass mit zunehmend größerem Strömungswiderstand ein zunehmender Anteil der Abgase über die vorgesehenen Bypasskanäle ungefiltert das Filtersystem verlässt. Auf diese Weise wird eine Filterverstopfung vermieden. Wenn die Fahrbedingungen für einen Abbrand des im Filterelement gesammelten Rußes wieder ausreichen, wird dieser wieder regeneriert. Auf diese Weise ist in jedem Fall ein kontinuierlicher Betrieb des Dieselpartikelfilters sichergestellt. Durch die Verwendung einer Vielzahl von Bypasskanälen und die aerodynamische Größe der Bypassquerschnittsflächen kann die Abscheidung bei vollem und leerem Filter wie auch der Gegendruck in den beiden Grenzzuständen festgelegt werden. Weiter kann durch die Verteilung der Bypasskanäle über die Eintrittsfläche des Filterelements die Filtereffizienz gegenüber einem einzigen großen Bypasskanal gesteigert werden, da die Abgasströmung dann über mehrere mit Ruß beladene Flächen verläuft, was einen zusätzlichen Abscheidungseffekt bewirkt.
  • Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der Dieselpartikelfilter gleichzeitig als Oxidationskatalysator ausgelegt, d.h. er ist so bemessen, dass in diesem sowohl eine den Abgasvorschriften entsprechende Schadstoffumwandlung als auch eine Entrußung stattfinden kann.
  • Für den Dieselpartikelfilter kommen unterschiedliche Bauweisen in Betracht. Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist das eigentliche Filterelement des Dieselpartikelfilters durch eine in einem Filtergehäuse angeordnete Wabenstruktur mit einer Vielzahl von parallelen Strömungskanälen gebildet, die an der Eintrittsseite einerseits und an der Austrittsseite andererseits wechselseitig verschlossen sind. D.h., die Abgase treten in die eintrittsseitig offenen Strömungskanäle ein, und sie werden, weil diese Kanäle austrittsseitig verschlossen sind, gezwungen, über die Kanalwandungen in die austrittsseitig offenen Strömungskanäle überzutreten, wobei der in den Abgasen enthaltene Ruß herausgefiltert wird.
  • Die diesem Filtertyp zugeordneten Bypasskanäle können auf verschiedene Weise dargestellt sein. In einer bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass einzelne der Strömungskanäle durchgehend offen sind, so dass die in diese Strömungskanäle eintretenden Abgase ungefiltert ins Freie austreten können.
  • Bei einem anderen Dieselpartikelfiltertyp ist vorgesehen, dass das eigentliche Filterelement durch in einem Filtergehäuse angeordnete Taschen gebildet ist, deren Außenseiten von den über den Gehäuseeinlass eintretenden rohen Abgasen beaufschlagt werden, und deren in Strömungsrichtung der Abgase hinteren Enden offen sind und mit dem Gehäuseauslass kommunizieren. Die im Filtergehäuse sich sammelnden Abgase treten über die Wände der Taschen ins Tascheninnere ein und verlassen über die offenen Enden dieser Taschen das Filterelement.
  • Um bei zunehmendem Füllungsgrad des Filters eine Bypassmöglichkeit für die Abgase zu schaffen, ist vorgesehen, dass das Innere des Filtergehäuses über einen oder mehrere als Bypasskanäle dienende Durchgänge direkt mit dem Gehäuseausgang verbunden ist. Eine andere Ausgestaltung sieht vor, dass in den Wänden zumindest einzelner Taschen im Bereich ihrer hinteren Enden als Bypasskanäle dienende Durchgangslöcher vorgesehen sind.
  • Bei einem anderen Dieselpartikelfiltertyp ist vorgesehen, dass das eigentliche Filterelement des Dieselpartikelfilters als so genannter Tiefenfilter aus Fasermaterial gebildet ist. Um auch hier eine Bypassmöglichkeit für die Abgase zu schaffen, weist das Filterelement als Bypasskanäle dienende, den Gehäuseeinlass direkt mit dem Gehäuseauslass verbindende Perforierungen auf.
  • Das eigentliche Filterelement des Partikelfilters kann beispielsweise aus einem keramischen Material, aus einem Sintermetall oder dergleichen gebildet sein. Die Bypasskanäle werden so angeordnet und ausgelegt, dass der von diesem gebildete Strömungswiderstand bei leerem Filter größer als der des Filters ist, so dass die Abgase bei leerem Filter die Tendenz haben, einen Weg durch das Filtermedium zu nehmen. Bei leerem Filter ist demnach die Abscheidungsrate relativ hoch. Wird der Filter zunehmend mit Ruß beladen, so steigt der Strömungswiderstand im Filterelement an, so dass nun das Abgas zunehmend mehr durch die Bypasskanäle strömt, wodurch die Rußabscheidungsrate sich verringert. Durch die aerodynamische Auslegung der Bypasskanäle kann die Abscheidung bei leerem und vollem Filter sowie auch der Gegendruck bei diesen Zuständen festgelegt werden. Weiter kann durch die Aufteilung des frei durchströmbaren Bypass-Querschnittes auf mehrere kleine Bypasskanäle die Filtereffizienz gesteigert werden, da die Abgasströmung weiter aufgeteilt wird.
  • Die katalytische Beschichtung des Filterelementes besteht aus den üblicherweise verwendeten aktiven Komponenten, wie Edelmetallen auf einem oberflächenvergrößerndem Untergrund, der – wiederum üblicherweise – aus keramischen Teilchen besteht. Die Größe dieser Teilchen kann im Bereich von nm bis μm variieren. Durch die Wahl und die Menge der aktiven Komponenten werden gasförmige Schadstoffe wie z.B. Kohlenmonoxid, Kohlenwasserstoffe und Stickstoffoxide gleichzeitig mit den Rußpartikeln reduziert. Werden durch die katalytische Beschichtung des Dieselpartikelfilters die gesetzlichen Grenzwerte der oben beschriebenen Schadstoffe eingehalten, so kann, wie oben bereits erwähnt wurde, ein ursprünglich vorgesehener motornaher Oxi-Kat durch einen erfindungsgemäßen Bypass-Dieselpartikelfilter ersetzt werden, welcher dann beide Aufgaben übernimmt, nämlich die Reduktion der gasförmigen Schadstoffe und die Partikelfilterung. Falls genug Bauraum im Unterbodenbereich des Fahrzeuges vorhanden ist, so kann der erfindungsgemäße Bypass-Dieselpartikelfilter zusätzlich zu einem vorhandenen Oxi-Kat eingebaut werden.
  • Bei einem erfindungsgemäßen Dieselpartikelfiltersystem ist dem oben beschriebenen Dieselpartikelfilter noch ein Oxidationskatalysator in Abgasströmungsrichtung vorgelagert.
    •
  • Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
  • 1a eine Ansicht eines Dieselpartikelfilters in seitlicher, leicht perspektivischer Ansicht;
  • 1b den Dieselpartikelfilter der 1a im Querschnitt;
  • 2 schematisch einen Ausschnitt aus einer Wabenstruktur in einer Vorderansicht;
  • 3 in einer Seitenansicht einen Dieselpartikelfilter mit einem mit einer Taschenstruktur ausgebildeten Filterelement, teilweise geschnitten;
  • 4 eine perspektivische Teildarstellung des Filterelementes der 3;
  • 5 einen Teil-Längsschnitt durch eine Tasche des Filterelementes der 4;
  • 6 in einer Seitenansicht einen Dieselpartikelfilter mit einem mit einer Taschenstruktur ausgebildeten Filterelement, teilweise geschnitten;
  • 7 in einer perspektivischen, teilweise aufgeschnittenen Ansicht ein Filterelement mit einer Taschenstruktur;
  • 8 eine Ansicht der Austrittsseite eines Filterelementes etwa gemäß der 7.
  • Der in 1 dargestellte Dieselpartikelfilter 2 umfasst ein Filtergehäuse 4, an dessen Eintrittsseite ein Eintrittsstutzen 6 angeordnet ist, über den die rohen Abgase in den Filter eingeleitet werden. Im Filtergehäuse 4 ist ein Filterelement 12 angeordnet, welches dieses bis auf einen dem Eintrittsstutzen 6 zugewandten vorderen Verteilerbereich 8 vollständig ausfüllt. Im Innern des Filterelements 12 sind mehrere Bypasskanäle 10 in Längsrichtung verlaufend angeordnet, die den Verteilerbereich 8 direkt mit der in Strömungsrichtung des Abgases hinteren Auslassseite des Dieselpartikelfilters 2 verbindet, so dass über diese Bypasskanäle 10 Abgas ungefiltert den Dieselpartikelfilter 2 passieren kann.
  • Wie die 1b erkennen lässt, hat das Filterelement 12 eine Wabenstruktur, d.h. es besteht aus einer Vielzahl paralleler Kanäle, deren jeder zweite eingangsseitig verschlossen ist. Wie an sich bekannt und deshalb nicht näher dargestellt ist, sind die einlassseitig offenen Kanäle jeweils ausgangsseitig verschlossen, so dass die Abgase jeweils aus den einlassseitig offenen Kanälen über die Kanalwandungen in die auslassseitig offenen Kanäle übertreten müssen, wobei sich die im Abgas enthaltenen Rußpartikel weitgehend an den Innenwänden der einlassseitig offenen Kanäle absetzen.
  • Wenn, wie weiter vorne erläutert wurde, die Fahrbedingungen so sind, dass der Füllungsgrad des Filterelementes zunimmt, dann wächst dessen Widerstand an, so dass ein zunehmend größerer Teil des Abgases seinen Weg über die Bypasskanäle 10 nimmt. Wenn die Fahrbedingungen wieder so sind, dass genügend NO2 für den Abbrand des Rußes vorhanden ist, regeneriert sich das Filterelement wieder.
  • Die mehreren Bypasskanäle 10 mit relativ kleinem Querschnitt sind regelmäßig oder unregelmäßig über den Querschnitt des Filterelementes 12 verteilt.
  • 2 zeigt einen Ausschnitt aus einem beispielsweise aus Metallfasern oder Keramikfasern aufgebauten Filterelement 14 in Wabenbauweise. Mehrere Wabenlagen 16, 18, 20, 22 sind übereinander bzw. konzentrisch zueinander angeordnet. Wie die 2 erkennen lässt, ist bei den Wabenlagen 18 und 22 jeweils jeder zweite Kanal verschlossen, so dass Abgase nur in die dazwischenliegenden offenen Kanäle eintreten können, die ihrerseits jedoch austrittsseitig verschlossen sind, wie am Beispiel der 1 bereits erläutert wurde. Bei den Wabenlagen 16 und 20 ist im Gegensatz dazu jeweils zwischen zwei einlassseitig offenen, jedoch auslassseitig verschlossenen Kanälen ein durchgehend offener Kanal vorgesehen, von denen einige mit der Bezugszahl 24 gekennzeichnet sind. Die Kanäle 24 dienen als Bypasskanäle.
  • 3 zeigt einen Dieselpartikelfilter 26, umfassend ein Filtergehäuse 28 und ein in diesem angeordnetes Filterelement 30. Das Filterelement 30 hat eine Taschenstruktur, die anhand der 4 näher erläutert wird.
  • Die in den Dieselpartikelfilter 26 eintretenden, durch den Pfeil 32 gekennzeichneten Abgase durchströmen das Filterelement 30, wobei die in den Abgasen enthaltenen Rußpartikel weitgehend ausgefiltert werden. Die gereinigten Abgase verlassen den Dieselpartikelfilter 26, wie durch den Pfeil 34 angezeigt ist.
  • Wie die 3 weiter erkennen lässt, ist an dem in Strömungsrichtung hinteren Ende des Filterelementes 30 ein Bypasskanal 36 ausgebildet, über den bei zunehmendem Gegendruck im Filterelement 30 zunehmend mehr Abgase ungefiltert zum Ausgang des Dieselpartikelfilters 26 strömen können, wie durch den Pfeil 38 gekennzeichnet ist.
  • 4 zeigt einen Teil eines Filterelementes 40 ähnlich dem Filterelement 30 in 3. Der Pfeil 42 zeigt die Strömungsrichtung der Abgase an. Das Filterelement 40 besteht aus einer Vielzahl von Taschen 44, die keilförmig ausgebildet sind und sich in Strömungsrichtung erweitern. Die Taschen 44 sind an der Eingangsseite 46 verschlossen, weisen jedoch an ihrer Ausgangsseite 48 Öffnungen auf. Die Taschen 44 sind an einem Flansch 50 so befestigt, dass die an der Ausgangsseite 48 ausgebildeten Öffnungen der Taschen 44 mit der Außenumgebung kommunizieren, d.h. durch den Flansch 50 nicht verschlossen sind.
  • Die in das das Filterelement 40 umgebende Filtergehäuse eintretenden Abgase beaufschlagen die Außenwände der Taschen 44 und treten durch diese hindurch, wobei die von den Abgasen transportierten Rußpartikel an den Außenwänden zurückgehalten werden. Die von Rußpartikeln weitgehend befreiten Abgase verlassen das Filterelement 40, wie durch den Pfeil 52 angezeigt ist.
  • Wie 4 weiter erkennen lässt, sind in dem in Strömungsrichtung hinteren Bereich der Taschen Bypassöffnungen 54 ausgebildet, über die im Filtergehäuse befindliche Abgase direkt ungefiltert nach außen abfließen können, wenn der Gegendruck im Filterelement ansteigt. Wie ebenfalls aus 4 erkennbar ist, sind die Bypassöffnungen 54 noch durch ein Faservlies 56 abgedeckt, welches die Aufgabe eines zumindest grobe Rußpartikel filternden Tiefenfilters hat.
  • 5 zeigt einen Schnitt durch eine Tasche 44 in deren oberem Bereich. Man erkennt, dass mit Ruß befrachtete Abgase (Pfeil 58) durch die Wand der Tasche 44 hindurchtreten und gereinigt (Pfeil 60) ins Innere der Tasche 44 gelangen und sodann über die an der Ausgangsseite ausgebildete Öffnung nach außen abströmen. Bei zunehmendem Gegendruck des Filterelementes strömt ein zunehmender Teil der rußbefrachteten Abgase (Pfeile 62) durch das Faservlies 56 und die Bypassöffnungen 54 hindurch, so dass sie als vorgereinigtes Abgas (Pfeile 64) ins Innere der Taschen 44 gelangen und über die an der Ausgangsseite 48 ausgebildete Öffnung abströmen können.
  • 6 zeigt einen Dieselpartikelfilter 66 mit einem Filtergehäuse 68 und einem in diesem angeordneten Filterelement 70. Das Filterelement 70 kann eine Wabenstruktur oder eine Taschenstruktur haben, wie nicht näher ausgeführt zu werden braucht. Bei reinem Filter, d.h. bei verhältnismäßig geringem Gegendruck im Filterelement durchströmt der größte Teil der rußbefrachteten Abgase (Pfeil 72) das Filterelement 70 und verlässt dieses als weitgehend gereinigtes Abgas (Pfeil 74) wieder. Bei zunehmendem Gegendruck im Filterelement umgeht ein zunehmender Anteil der Abgase (Pfeil 76) das Filterelement 70 und strömt über einen zentralen Bypasskanal 78 ungefiltert ab.
  • 7 zeigt ein Filterelement 80 ähnlich dem Filterelement 70 der 6. Das Filterelement 80 hat eine Taschenstruktur, d.h. es besteht aus einer Vielzahl von sternförmig um einen zentralen Kanal 82 herum angeordneten Taschen 84, die ihrerseits eine Wabenstruktur haben. Bei zunehmendem Gegendruck im Filterelement 80 strömt ein zunehmender Anteil der mit Rußpartikeln befrachteten Abgase über den zentralen Kanal 82 und einen zu diesem konzentrischen Bypasskanal 86 direkt ungefiltert nach außen.
  • 8 zeigt eine Ansicht eines Filterelementes 90, welches wie das Filterelement 80 der 7 eine Taschenstruktur hat. Im Gegensatz zur 7 sind jeweils zwischen einzelnen Taschen 92 Bypasskanäle 94 ausgebildet, über die bei zunehmendem Gegendruck im Filterelement 90 ein zunehmender Anteil der Abgase ungefiltert abströmen kann.
    • 2
    Dieselpartikelfilter
    4
    Filtergehäuse
    6
    Eintrittsstutzen
    8
    vorderer Verteilerbereich
    10
    Bypasskanal
    12
    Filterelement
    14
    Filterelement
    16
    Wabenlage
    18
    Wabenlage
    20
    Wabenlage
    22
    Wabenlage
    24
    Bypasskanäle
    26
    Dieselpartikelfilter
    28
    Filtergehäuse
    30
    Filterelement
    32
    Pfeil
    34
    Pfeil
    36
    Bypasskanal
    38
    Pfeil
    40
    Filterelement
    42
    Pfeil
    44
    Taschen
    46
    Eingangsseite
    48
    Ausgangsseite
    50
    Flansch
    52
    Pfeil
    54
    Bypassöffnungen
    56
    Faservlies
    58
    Pfeil
    60
    Pfeil
    62
    Pfeile
    64
    Pfeile
    66
    Dieselpartikelfilter
    68
    Filtergehäuse
    70
    Filterelement
    72
    Pfeil
    74
    Pfeil
    76
    Pfeil
    78
    Bypasskanal
    80
    Filterelement
    82
    Kanal
    84
    Taschen
    86
    Bypasskanal
    90
    Filterelement
    94
    Bypasskanäle

Claims (12)

  1. Dieselpartikelfilter zur Abgasreinigung des Abgases eines Dieselmotors nach dem CRT-Verfahren mit einem katalytisch beschichteten Filterelement für eine kontinuierliche Regeneration des am Partikelfilter abgeschiedenen Rußes, dadurch gekennzeichnet, dass der Dieselpartikelfilter (2) eine Vielzahl von im Innern des Filterelements angeordneten Bypasskanälen (10) aufweist.
  2. Dieselpartikelfilter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Bypasskanäle (10) größer oder gleich zwei ist.
  3. Dieselpartikelfilter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Dieselpartikelfilter (2) gleichzeitig als Oxidationskatalysator ausgelegt ist.
  4. Dieselpartikelfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Filterelement (12) des Dieselpartikelfilters durch eine in einem Filtergehäuse (4) angeordnete Wabenstruktur mit einer Vielzahl von parallelen Strömungskanälen gebildet ist, die an der Eintrittsseite einerseits und an der Austrittsseite andererseits wechselseitig verschlossen sind, wobei einzelne Strömungskanäle (24) durchgehend offen sind und als Bypasskanäle dienen.
  5. Dieselpartikelfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Filterelement (40) des Dieselpartikelfilters durch in einem Filtergehäuse angeordnete Taschen (44) gebildet ist, deren Außenseite von den über den Gehäuseeinlass eintretenden rohen Abgasen beaufschlagt werden und deren in Strömungsrichtung (Pfeil 42) der Abgase hinteren Enden offen sind und mit dem Gehäuseauslass kommunizieren.
  6. Dieselpartikelfilter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Innere des Filtergehäuses (28) über einen oder mehrere als Bypasskanäle (36) dienende Durchgänge direkt mit dem Gehäuseausgang verbunden ist.
  7. Dieselpartikelfilter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in den Wänden zumindest einzelner Taschen (44) im Bereich ihrer hinteren Enden als Bypasskanäle (54) dienende Bypassöffnungen vorgesehen sind.
  8. Dieselpartikelfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Filterelement (14) des Dieselpartikelfilters aus Fasermaterial gebildet ist.
  9. Dieselpartikelfiltersystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Filterelement (90) als Bypasskanäle (94) dienende, den Gehäuseeinlass direkt mit dem Gehäuseauslass verbindende Perforierungen aufweist.
  10. Dieselpartikelfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Filterelement aus keramischem Material gebildet ist.
  11. Dieselpartikelfiltersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Filterelement aus Sintermaterial gebildet ist.
  12. Dieselpartikelfiltersystem mit einem Dieselpartikelfilter nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Dieselpartikelfilter (2) ein Oxidationskatalysator vorgeschaltet ist.
DE200510023294 2005-05-20 2005-05-20 Dieselpartikelfilter Withdrawn DE102005023294A1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200510023294 DE102005023294A1 (de) 2005-05-20 2005-05-20 Dieselpartikelfilter
FR0604135A FR2885951B1 (fr) 2005-05-20 2006-05-10 Filtre a particules pour carburant diesel

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200510023294 DE102005023294A1 (de) 2005-05-20 2005-05-20 Dieselpartikelfilter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102005023294A1 true DE102005023294A1 (de) 2006-12-07

Family

ID=37388372

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE200510023294 Withdrawn DE102005023294A1 (de) 2005-05-20 2005-05-20 Dieselpartikelfilter

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102005023294A1 (de)
FR (1) FR2885951B1 (de)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10044893A1 (de) * 2000-09-12 2002-03-21 Volkswagen Ag Partikelfilter für eine Dieselbrennkraftmaschine
EP1256369A2 (de) * 2001-05-08 2002-11-13 Fleetguard, Inc. Filter mit zwei Abschnitten zur Abgasnachbehandlung und Verfahren dazu
DE20314408U1 (de) * 2003-09-15 2005-01-20 Hjs Fahrzeugtechnik Gmbh & Co. Kg Abgaspartikelfilter
DE202004017849U1 (de) * 2004-11-17 2006-03-23 Hjs Fahrzeugtechnik Gmbh & Co. Kg Abgaspartikelfilter

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10044893A1 (de) * 2000-09-12 2002-03-21 Volkswagen Ag Partikelfilter für eine Dieselbrennkraftmaschine
EP1256369A2 (de) * 2001-05-08 2002-11-13 Fleetguard, Inc. Filter mit zwei Abschnitten zur Abgasnachbehandlung und Verfahren dazu
DE20314408U1 (de) * 2003-09-15 2005-01-20 Hjs Fahrzeugtechnik Gmbh & Co. Kg Abgaspartikelfilter
DE202004017849U1 (de) * 2004-11-17 2006-03-23 Hjs Fahrzeugtechnik Gmbh & Co. Kg Abgaspartikelfilter

Also Published As

Publication number Publication date
FR2885951B1 (fr) 2011-08-26
FR2885951A1 (fr) 2006-11-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE602004011176T2 (de) Vorrichtung zum Filtern und Brennen von Teilchenmaterial
DE102005023518B4 (de) Verstopfungsfreies Filteraggregat mit hohem Wirkungsgrad
EP1728984B2 (de) Abgasanlage
EP1294466B2 (de) Partikelfalle und verfahren zum abscheiden von partikeln aus dem strom eines fluids
EP1179125B1 (de) Vorrichtung zum reduzieren von schädlichen bestandteilen im abgas einer brennkraftmaschine, insbesondere einer diesel-brennkraftmaschine
DE60200737T2 (de) Vorrichtung zur Kohlenstoffpartikelreduktion
EP1834068A2 (de) Verfahren zum entfernen von partikeln aus abgasen sowie faserlage und partikelfilter dazu
EP1917423B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur aufbereitung eines abgases einer verbrennungskraftmaschine
DE102004036083B4 (de) Ansaugvorrichtung
DE60212245T3 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Entfernung von Russpartikeln aus dem Abgas eines Dieselmotors
EP1174599B1 (de) Filteranordnung für eine Abgasreinigungsanlage
DE4207005C2 (de) Abgasreiniger
EP1304152B1 (de) Abgasanlage mit Partikelfilter für einen Verbrennungsmotor
DE202009012225U1 (de) Schalldämpfung im Abgasweg eines Schienenfahrzeug-Verbrennungsmotors
WO2013182327A1 (de) Als teilfilter ausgeführter partikelfilter
EP1087113A1 (de) Vorrichtung zur Abgasreinigung für eine Brennkraftmaschine
DE102005023294A1 (de) Dieselpartikelfilter
DE202005011603U1 (de) Dieselrußpartikelfilter
DE102017220470B3 (de) Anordnung zur Reinigung der Abgase einer Brennkraftmaschine
DE102007063100A1 (de) Abgasnachbehandlungseinrichtung mit mindestens zwei Partikelfiltern
EP1431528B1 (de) Abgasreinigungsanordnung
EP2146062B1 (de) Partikelfilter für Diesel- und Otto-Motoren
DE20314408U1 (de) Abgaspartikelfilter
DE10044893A1 (de) Partikelfilter für eine Dieselbrennkraftmaschine
EP2069616B1 (de) Vorrichtung zur entfernung von russpartikeln aus dem abgasstrom einer brennkraftmaschine

Legal Events

Date Code Title Description
OM8 Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law
R005 Application deemed withdrawn due to failure to request examination

Effective date: 20120522