DE102005025434B4 - Emission control device for a motor - Google Patents
Emission control device for a motor Download PDFInfo
- Publication number
- DE102005025434B4 DE102005025434B4 DE102005025434.9A DE102005025434A DE102005025434B4 DE 102005025434 B4 DE102005025434 B4 DE 102005025434B4 DE 102005025434 A DE102005025434 A DE 102005025434A DE 102005025434 B4 DE102005025434 B4 DE 102005025434B4
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- engine
- exhaust
- control device
- turbine
- exhaust gases
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 131
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 38
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 29
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 11
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 10
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 7
- 238000003878 thermal aging Methods 0.000 description 7
- 206010063493 Premature ageing Diseases 0.000 description 3
- 208000032038 Premature aging Diseases 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 2
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 2
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 2
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 2
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 2
- 239000003517 fume Substances 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 2
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000003584 silencer Effects 0.000 description 1
Images
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
- F01N3/04—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust using liquids
- F01N3/043—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust using liquids without contact between liquid and exhaust gases
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
- B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
- B01D53/9495—Controlling the catalytic process
-
- 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
- F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
- F01N13/009—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having two or more separate purifying devices arranged in series
-
- 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
- F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
- F01N13/009—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having two or more separate purifying devices arranged in series
- F01N13/0097—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having two or more separate purifying devices arranged in series the purifying devices are arranged in a single housing
-
- 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
- F01N3/0807—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents
- F01N3/0814—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents combined with catalytic converters, e.g. NOx absorption/storage reduction catalysts
-
- 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
- F01N3/0807—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents
- F01N3/0828—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents characterised by the absorbed or adsorbed substances
- F01N3/0842—Nitrogen oxides
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
- F02B37/12—Control of the pumps
- F02B37/18—Control of the pumps by bypassing exhaust from the inlet to the outlet of turbine or to the atmosphere
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
- B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
- B01D53/9404—Removing only nitrogen compounds
- B01D53/9409—Nitrogen oxides
- B01D53/9413—Processes characterised by a specific catalyst
- B01D53/9422—Processes characterised by a specific catalyst for removing nitrogen oxides by NOx storage or reduction by cyclic switching between lean and rich exhaust gases (LNT, NSC, NSR)
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
- B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
- B01D53/9445—Simultaneously removing carbon monoxide, hydrocarbons or nitrogen oxides making use of three-way catalysts [TWC] or four-way-catalysts [FWC]
- B01D53/945—Simultaneously removing carbon monoxide, hydrocarbons or nitrogen oxides making use of three-way catalysts [TWC] or four-way-catalysts [FWC] characterised by a specific catalyst
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Supercharger (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
Abstract
Schadstoffbegrenzungseinrichtung für eine Brennkraftmaschine, welche in mehreren Verbrennungsmodi betrieben werden kann, wovon einer ein magerer Verbrennungsmodus ist, wobei die Schadstoffbegrenzungseinrichtung einen Abgasturbolader (20, 320, 420) mit einem Verdichter (350, 450) und einer Turbine (351, 451), mindestens eine stromabwärts des Turboladers (20, 320, 420) angeordnete Abgas-Schadstoffbegrenzungsvorrichtung, um von diesem Abgase aufzunehmen, sowie einen ventilgesteuerten Ladedruckregel-Kanal (316, 424) umfasst, um die Turbine (351, 451) des Turboladers (20, 320, 420) gezielt zu umgehen, wobei ein Abgaskühler (13, 313, 413) so angeordnet ist, dass er mindestens einen Teil der vom Turbolader (20, 320, 420) zu der mindestens einen Schadstoffbegrenzungsvorrichtung strömenden Abgase gezielt kühlt. Emission control device for an internal combustion engine, which can be operated in a plurality of combustion modes, one of which is a lean combustion mode, wherein the emission control device comprises an exhaust gas turbocharger (20, 320, 420) with a compressor (350, 450) and a turbine (351, 451), at least an exhaust emission control device disposed downstream of the turbocharger (20, 320, 420) for receiving exhaust therefrom and including a valve controlled wastegate passage (316, 424) to connect the turbine (351, 451) of the turbocharger (20, 320, 420), wherein an exhaust gas cooler (13, 313, 413) is arranged such that it specifically cools at least part of the exhaust gases flowing from the turbocharger (20, 320, 420) to the at least one emission control device.
Description
Diese Erfindung betrifft Brennkraftmaschinen und insbesondere eine Schadstoffbegrenzungseinrichtung für eine mager betriebene Brennkraftmaschine.This invention relates to internal combustion engines, and more particularly to an emissions control device for a lean-burn engine.
Es ist bekannt, eine Brennkraftmaschine an die Hand zu geben, die in mehr als einem Verbrennungsmodus betrieben werden kann, beispielsweise in einem mageren Verbrennungsmodus, einem stöchiometrischen Verbrennungsmodus und einem fetten Verbrennungsmodus.It is known to provide an internal combustion engine which can be operated in more than one combustion mode, for example in a lean combustion mode, a stoichiometric combustion mode and a rich combustion mode.
Zur Reduzierung der Schadstoffe eines solchen Motors wird ein Dreiwegekatalysator für eine Verbrennung eingesetzt, die stöchiometrisch oder fett ist, doch ist ein solcher Katalysator nicht wirksam, wenn der Motor im mageren Verbrennungsmodus arbeitet, und daher wird normalerweise auch ein Mager-NOx-Speicher verwendet.To reduce the pollutants of such an engine, a three-way catalyst is used for combustion that is stoichiometric or rich, but such a catalyst is not effective when the engine is operating in the lean combustion mode, and therefore lean NOx storage is also normally used.
Ein Problem bei einem Mager-NOx-Speicher ist, dass er innerhalb eines recht begrenzten Temperaturbereichs betrieben werden muss, wenn er effizient arbeiten soll, und seine Leistung schnell nachlässt, wenn die Temperatur der ihn durchströmenden Abgase über einen zu langen Zeitraum zu hoch ist.A problem with lean NOx storage is that it must operate within a fairly limited temperature range if it is to operate efficiently and quickly degrade its performance if the temperature of the exhaust gases passing through it is excessive for too long a period of time.
Aus dem Stand der Technik sind die nachfolgenden Entwicklungen bekannt.The following developments are known from the prior art.
Nach
Die
Die
Die
Die
Die JP H05- 321 643 A offenbart ein Auspuffsystem mit Turbolader, wobei ein schnelles Ansprechverhalten des Turboladers mittels rapider Temperaturerhöhung eines Hilfskatalysators gesichert wird, falls der Motor gekühlt wird. Dabei sind die Turbolader Turbine, der Hilfs- und der Hauptkatalysator im Auspuff angeordnet.JP H05-321643 discloses an exhaust system with turbocharger, wherein a rapid response of the turbocharger is ensured by rapid increase in temperature of an auxiliary catalyst, if the engine is cooled. The turbocharger turbine, the auxiliary and the main catalytic converter are arranged in the exhaust.
Eine Aufgabe dieser Erfindung liegt darin, eine Einrichtung zur Schadstoffbegrenzung und eine Brennkraftmaschine an die Hand zu geben, die das Positionieren eines Mager-NOx-Speichers nahe an einem Abgasauslass eines Motors ermöglicht, ohne unter einer schnellen thermischen Alterung zu leiden.An object of this invention is to provide a pollution control device and an internal combustion engine which enables positioning of a lean NOx trap near an exhaust outlet of an engine without suffering from rapid thermal aging.
Nach einer ersten Ausgestaltung der Erfindung wird eine Schadstoffbegrenzungseinrichtung für eine Brennkraftmaschine an die Hand gegeben, welche in mehreren Verbrennungsmodi betrieben werden kann, wovon eine ein magerer Verbrennungsmodus ist, wobei die Schadstoffbegrenzungseinrichtung einen Abgasturbolader mit einem Verdichter und einer Turbine, mindestens eine stromabwärts des Turboladers angeordnete Abgas-Schadstoffbegrenzungsvorrichtung, um von diesem Abgase aufzunehmen, sowie einen ventilgesteuerten Ladedruckregel-Kanal umfasst, um die Turbine des Turboladers gezielt zu umgehen, wobei ein Abgaskühler so angeordnet ist, dass er mindestens einen Teil der vom Turbolader zu der mindestens einen Schadstoffbegrenzungsvorrichtung strömenden Abgase gezielt kühlt.According to a first embodiment of the invention, an emission control device for an internal combustion engine is provided, which can be operated in a plurality of combustion modes, one of which is a lean combustion mode, wherein the emission control device comprises an exhaust gas turbocharger with a compressor and a turbine, at least one downstream of the turbocharger Exhaust emission control device to receive from this exhaust gas, and includes a valve controlled wastegate channel to bypass the turbine of the turbocharger targeted, wherein an exhaust gas cooler is arranged so that it at least a portion of the exhaust gas flowing from the turbocharger to the at least one emission control device targeted cools.
Die mindestens eine Schadstoffbegrenzungsvorrichtung kann ein Mager-NOx-Speicher sein.The at least one emission control device may be a lean NOx storage.
Die mindestens eine Schadstoffbegrenzungsvorrichtung kann ein Dreiwegekatalysator und ein Mager-NOx-Speicher sein.The at least one emission control device may be a three-way catalyst and a lean NOx storage.
Der Mager-NOx-Speicher kann stromabwärts des Dreiwegekatalysators angeordnet sein.The lean NOx trap may be located downstream of the three way catalyst.
Vorzugsweise sind der Dreiwegekatalysator und der Mager-NOx-Speicher in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht. Preferably, the three-way catalyst and the lean NOx storage are housed in a common housing.
Nach ersten und zweiten erfindungsgemäßen Ausführungen kann der Abgaskühler in dem Ladedruckregel-Kanal untergebracht sein.According to first and second embodiments of the invention, the exhaust gas cooler may be accommodated in the wastegate channel.
Der Ladedruckregel-Kanal kann durch ein separates Rohr mit einem stromaufwärts der Turbine wirkverbundenen Einlassende und einem stromabwärts der Turbine verbundenen Auslassende ausgebildet sein.The wastegate passage may be formed by a separate pipe having an inlet end operatively connected upstream of the turbine and an outlet end connected downstream of the turbine.
Alternativ kann der Ladedruckregel-Kanal als Teil eines Gehäuses des Turboladers ausgebildet sein.Alternatively, the wastegate channel may be formed as part of a housing of the turbocharger.
Ein Ladedruckregel-Ventil kann zur Steuerung des Strömens von Abgasen durch den Ladedruckregel-Kanal verwendet werden.A wastegate valve may be used to control the flow of exhaust gases through the wastegate duct.
Das Ladedruckregel-Ventil kann dazu genutzt werden, nur dann Abgase durch den Ladruckregel-Kanal strömen zu lassen, wenn vorbestimmte Motorbetriebsbedingungen vorliegen.The wastegate valve may be used to only allow exhaust gases to flow through the charge pressure control channel when predetermined engine operating conditions exist.
Gemäß einer dritten erfindungsgemäßen Ausführung kann der Ladedruckregel-Kanal stromaufwärts der Turbine ein Einlassende und stromabwärts der Turbine ein Auslassende aufweisen, der Abgaskühler kann stromabwärts der Turbine des Turboladers angebracht werden und ein Bypass-Kanal kann vorgesehen werden, um den Abgaskühler gezielt zu umgehen.According to a third embodiment of the invention, the wastegate duct may have an inlet end upstream of the turbine and an outlet end downstream of the turbine, the exhaust gas cooler may be mounted downstream of the turbine of the turbocharger, and a bypass passage may be provided to selectively bypass the exhaust gas cooler.
In diesem Fall kann ein Ladedruckregel-Ventil verwendet werden, um das Strömen von Abgasen durch den Ladedruckregel-Kanal zu steuern, und ein Bypass-Ventil kann verwendet werden, um das Strömen von Abgasen durch den Bypass-Kanal zu steuern.In this case, a wastegate valve may be used to control the flow of exhaust gases through the wastegate duct, and a bypass valve may be used to control the flow of exhaust gases through the bypass duct.
Wenn der Motor bei hoher Last arbeitet, kann das Bypass-Ventil betätigt werden, um den Bypass-Kanal zu schließen, so dass im Wesentlichen alle Abgase durch den Abgaskühler strömen.When the engine is operating at high load, the bypass valve may be actuated to close the bypass passage so that substantially all exhaust gases flow through the exhaust cooler.
Vorteilhafterweise kann das Bypass-Ventil zumindest bei Betrieb des Motors im mageren Verbrennungsmodus so gesteuert werden, dass es die Temperatur der zu der mindestens einen Schadstoffbegrenzungsvorrichtung strömenden Abgase steuert.Advantageously, at least during operation of the engine in the lean combustion mode, the bypass valve may be controlled to control the temperature of the exhaust gases flowing to the at least one emission control device.
Nach einer zweiten Ausgestaltung der Erfindung wird eine Brennkraftmaschine an die Hand gegeben, welche in mindestens einem mageren Verbrennungsmodus betreibbar ist, wobei der Motor eine Schadstoffbegrenzungseinrichtung gemäß der ersten erfindungsgemäßen Ausgestaltung aufweist.According to a second embodiment of the invention, an internal combustion engine is provided, which is operable in at least one lean combustion mode, wherein the engine has an emission control device according to the first aspect of the invention.
Die Erfindung wird nun beispielhaft unter Bezug auf die Begleitzeichnungen beschrieben. Hierbei zeigen:
-
1 ein schematisches Diagramm eines Motors und einer Schadstoffbegrenzungseinrichtung nach einer ersten erfindungsgemäßen Ausführung; -
2 ein schematisches Diagramm eines Motors und einer Schadstoffbegrenzungseinrichtung nach einer zweiten erfindungsgemäßen Ausführung; und -
3 ein schematisches Diagramm eines Motors und einer Schadstoffbegrenzungseinrichtung nach einer dritten erfindungsgemäßen Ausführung.
-
1 a schematic diagram of an engine and an emission control device according to a first embodiment of the invention; -
2 a schematic diagram of an engine and an emission control device according to a second embodiment of the invention; and -
3 a schematic diagram of an engine and an emission control device according to a third embodiment of the invention.
Unter Bezug auf
Es wird eine Schadstoffbegrenzungseinrichtung für den Motor
Von dem Motor
Nach dem Strömen durch den Mager-NOx-Speicher
Ein Ventil
Wie auf dem Gebiet bekannt ist, besteht die Funktion des Ladedruckregel-Ventils
Es ist jedoch ersichtlich, dass ein signifikanter Prozentsatz der Abgase durch den zweiten Durchlass
Das Ventil
Der Abgaskühler
Die Arbeitsweise der Schadstoffbegrenzungseinrichtung ist wie folgt. Aus einem Kaltstart heraus ist es wünschenswert, den Dreiwegekatalysator
Es ist wünschenswert, die Temperatur der durch den Mager-NOx-Speicher
Während des normalen Motorbetriebs, wenn der Motor im mageren Verbrennungsmodus unter den Bedingungen leichter Last oder Teillast arbeitet, ist die Temperatur der Abgase normalerweise so, dass die Temperatur der in den Mager-NOx-Speicher
Wenn aber die Temperatur der Abgase diesen oberen Grenzwert von 450°C überschreitet, ist das Ventil
Wenn der Motor unter Bedingungen hoher Last oder Volllast arbeitet, ist das Ventil
Wenn aber der Luftdruckgrenzwert nicht erreicht wird, kann das Ventil
Es versteht sich, dass unter allen hohen Lastbedingungen die Temperatur der Abgase wahrscheinlich den bevorzugten oberen Temperaturgrenzwert von 450°C des Mager-NOx-Speichers
Daher wird durch Positionieren des Abgaskühlers
Es versteht sich, dass das oben beschriebene Ventil nicht nur anhand der Notwendigkeit der Steuerung des Drucks der dem Motor zugeführten Luft gesteuert wird, sondern auch anhand der Temperatur der Abgase, wobei dies nicht der Fall sein muss, und dass erfindungsgemäß ein in einem Ladedruckregel-Kanal eines herkömmlichen Turboladers angeordneter Abgaskühler, welcher nur eine Drucksteuerung aufweist, ebenfalls ins Auge gefasst wird. Eine solche Anordnung ist auch vorteilhaft, da unter Bedingungen hoher Motorlast, wenn hohe Abgastemperaturen erzeugt werden, das Ladedruckregel-Ventil wahrscheinlich offen ist und daher ein Kühlen der Abgase eintritt, was die Wahrscheinlichkeit des Eintretens vorzeitiger thermischer Alterung des Mager-NOx-Speichers senkt.It will be understood that the valve described above is controlled not only by the need to control the pressure of the air supplied to the engine, but also by the temperature of the exhaust gases, which need not be the case, and that according to the invention, in a boost pressure control Channel of a conventional turbocharger arranged exhaust gas cooler, which has only a pressure control is also envisaged. Such an arrangement is also advantageous because under conditions of high engine load, when high exhaust gas temperatures are generated, the wastegate valve is likely to be open, and therefore exhaust fumes will occur, decreasing the likelihood of premature thermal aging of the lean NOx trap.
Unter Bezug auf
Wie zuvor befindet sich der Dreiwegekatalysator
Das Gehäuse
In der Praxis ist der Abgaseinlasskanal
Der Verdichter
Der Abgaskühler
Ein Ladedruckregel-Ventil
Das Ladedruckregel-Ventil
Der Abgaskühler
Durch Verwenden des Ladedruckregel-Ventils
In einer Alternative zu dieser Anordnung wird das Ladedruckregel-Ventil
Bei einer solchen Anordnung ist die elektronische Steuerung programmiert, die Position des Ladedruckregel-Ventils
Bei der Programmierung kann ein Rangordnungssystem verwendet werden, um sicherzustellen, dass in allen Fällen, da das Ladedruckregel-Ventil zur Begrenzung des Drucks in dem Luftauslass
Ein Vorteil einer solchen unabhängigen Steuerung ist, dass nach einem Kaltstart bei niedriger Umgebungstemperatur Abgase zu dem Abgaskühler
Ein weiterer Vorteil einer solchen Anordnung ist, dass das Ladedruckregel-Ventil
Wenn der Motor bei hoher Last arbeitet, kann das Ventil
Diese Temperatursteuerung des Ventils
In beiden Fällen ist es von Vorteil, dass nur ein Steuerventil erforderlich ist, um eine Überdruckentlastung und Steuerung der Abgaskühlung zu ermöglichen. In both cases, it is advantageous that only one control valve is required to allow overpressure relief and control of exhaust gas cooling.
Es versteht sich, dass bei Bedarf der Dreiwegekatalysator und der Mager-NOx-Speicher in separaten Gehäusen untergebracht werden könnten.It will be understood that if desired, the three-way catalyst and the lean NOx storage could be accommodated in separate housings.
Unter Bezug auf
Wie zuvor unter Bezug auf
Wie zuvor ist der Motor in mindestens einem mageren Verbrennungsmodus betreibbar und ist in diesem Fall in den Verbrennungsmodi Mager, Stöchiometrisch und Fett betreibbar.As before, the engine is operable in at least one lean combustion mode and, in this case, is operable in the lean, stoichiometric, and rich combustion modes.
Der Turbolader
In der Praxis ist der Abgaseinlasskanal
Der Verdichter
Ein Ladedruckregel-Kanal
Ein Abgaskühler
Der Abgaskühler
In diesem Beispiel sind das Ladedruckregel-Ventil
Das Ladedruckregel- und das Bypass-Ventil
Der Abgaskühler
Die Arbeitsweise ist wie folgt: nach dem Starten aus kaltem Zustand sind das Ladedruckregel-Ventil
Die Steuerung der beiden Ventile
Wenn aber festgestellt wird, dass der Motor bei hoher Last arbeitet, dann wird das Bypass-Ventil
Diese Anordnung ist vorteilhaft, da bei Arbeiten des Motors bei hoher Last die Abgastemperatur sehr hoch ist und dies eine schnelle thermische Alterung des Mager-NOx-Speichers
Durch Verwenden von zwei Ventilen für das separate und unabhängige Steuern des Ladedruckregel-Kanals und des Bypass-Durchlasses kann eine bessere Steuerung verwirklicht werden als bei der in
Daher gibt die Erfindung zusammenfassend eine Anordnung für das gezielte Kühlen von Abgasen von einem Motor an die Hand, so dass eine temperaturempfindliche Schadstoffbegrenzungsvorrichtung wie z.B. ein Mager-NOx-Speicher nahe dem Auslass aus dem Motor angeordnet werden kann. In bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungen sind ein Dreiwegekatalysator und ein Mager-NOx-Speicher in einem einzigen Gehäuse untergebracht, das bei Einsatz eines stromaufwärts befindlichen Abgaskühlers nahe an dem Abgasauslass eines Motors angeschlossen werden kann. Dies ist im Hinblick auf Fahrzeugkompaktheit und Kosten vorteilhaft.Thus, in summary, the invention provides an arrangement for selectively cooling exhaust gases from an engine to the hand, such that a temperature-sensitive emission control device, such as, for example, is provided. a lean NOx storage can be located near the outlet from the engine. In preferred embodiments of the present invention, a three-way catalyst and a lean NOx trap are housed in a single housing that can be connected close to the exhaust outlet of an engine using an upstream exhaust cooler. This is advantageous in terms of vehicle compactness and cost.
Claims (14)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GB04125803 | 2004-06-04 | ||
GB0412580A GB2414690A (en) | 2004-06-04 | 2004-06-04 | An emission control apparatus for an engine |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102005025434A1 DE102005025434A1 (en) | 2005-12-29 |
DE102005025434B4 true DE102005025434B4 (en) | 2019-02-07 |
Family
ID=32696719
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102005025434.9A Expired - Fee Related DE102005025434B4 (en) | 2004-06-04 | 2005-06-02 | Emission control device for a motor |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102005025434B4 (en) |
GB (2) | GB2414690A (en) |
Families Citing this family (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102006011797A1 (en) * | 2006-03-15 | 2007-09-20 | Man Nutzfahrzeuge Ag | Vehicle or stationary power plant with a supercharged internal combustion engine as the drive source |
DE102007021526A1 (en) * | 2007-05-04 | 2008-11-06 | Volkswagen Ag | Combustion engine, especially for motor vehicle, uses waste-gate for exhaust-gas turbo-charger with additional waste-gate joined to coolant circuit |
US8596073B2 (en) * | 2008-07-18 | 2013-12-03 | General Electric Company | Heat pipe for removing thermal energy from exhaust gas |
FR2936979B1 (en) * | 2008-10-14 | 2012-01-06 | Renault Sas | DEVICE FOR HEATING A VEHICLE OF A MOTOR VEHICLE. |
DE102009032566A1 (en) * | 2009-07-11 | 2011-01-13 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Engine cooling circuit and exhaust gas heat transfer circuit system combination for motor vehicle, has exhaust gas heat transfer circuit including heat exchanger in which air is warmed up for heating vehicle interior |
DE102009049394A1 (en) * | 2009-10-14 | 2011-04-21 | 2G Energietechnik Gmbh | Load control device and method of load control for a motor |
DE102011088019A1 (en) * | 2011-12-08 | 2013-06-13 | Continental Automotive Gmbh | Internal combustion engine with turbocharger and exhaust gas cooler and method for controlling / regulating the operating temperature of the exhaust gas turbocharger |
US9744529B2 (en) | 2014-03-21 | 2017-08-29 | Basf Corporation | Integrated LNT-TWC catalyst |
DE102016010572A1 (en) * | 2016-09-02 | 2018-03-08 | Man Truck & Bus Ag | Drive device, in particular for a vehicle |
WO2018051164A1 (en) | 2016-09-16 | 2018-03-22 | Carrier Corporation | Engine exhaust gas cooling system for transport refrigeration system |
DE102018125386A1 (en) * | 2018-10-15 | 2020-04-16 | Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft | Exhaust system for an internal combustion engine, motor vehicle and method for cooling an exhaust gas stream |
DE102021200563A1 (en) | 2021-01-22 | 2022-07-28 | Vitesco Technologies GmbH | Exhaust gas turbocharger with guide vane cooling |
JP2023154218A (en) * | 2022-04-06 | 2023-10-19 | 三菱重工業株式会社 | Slip methane treatment system and engine system |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05321643A (en) * | 1992-05-26 | 1993-12-07 | Mazda Motor Corp | Exhaust device of engine having turbo supercharger |
DE69013869T2 (en) | 1989-12-21 | 1995-03-09 | Waertsilae Diesel Int | Method and device for heat energy recovery in a large diesel engine. |
US6330910B1 (en) | 1999-03-03 | 2001-12-18 | Easton Bennett | Heat exchanger for a motor vehicle exhaust |
US6519931B2 (en) | 2001-03-23 | 2003-02-18 | Hitachi, Ltd. | Direct gasoline injection type spark igniting internal combustion engine with turbocharger and the engine control method |
EP1286026A1 (en) | 2001-08-17 | 2003-02-26 | Benteler Automobiltechnik GmbH & Co. KG | Exhaust system for a motor vehicle |
US6675579B1 (en) | 2003-02-06 | 2004-01-13 | Ford Global Technologies, Llc | HCCI engine intake/exhaust systems for fast inlet temperature and pressure control with intake pressure boosting |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06102970B2 (en) * | 1986-03-03 | 1994-12-14 | カルソニック株式会社 | Exhaust gas energy recovery system for internal combustion engine |
JPH09267025A (en) * | 1996-03-29 | 1997-10-14 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | Supplying method of reducing agent for denitrification of exhaust gas |
JPH10121939A (en) * | 1996-10-16 | 1998-05-12 | Toyota Motor Corp | Exhaust emission control device for diesel engine |
EP0937877B1 (en) * | 1998-01-09 | 1999-09-29 | Ford Global Technologies, Inc. | Monitoring of leakage in an exhaust gas treatment device of a combustion engine |
JP3733834B2 (en) * | 2000-05-02 | 2006-01-11 | 日産自動車株式会社 | Exhaust gas purification device for internal combustion engine |
JP3925617B2 (en) * | 2001-10-02 | 2007-06-06 | 三菱自動車工業株式会社 | Exhaust gas purification device for internal combustion engine |
JP4196573B2 (en) * | 2002-03-20 | 2008-12-17 | トヨタ自動車株式会社 | Exhaust gas purification method and purification device for internal combustion engine |
DE10228619B4 (en) * | 2002-06-26 | 2009-07-16 | Benteler Automobiltechnik Gmbh | Exhaust pipe for the exhaust system of a motor vehicle |
-
2004
- 2004-06-04 GB GB0412580A patent/GB2414690A/en not_active Withdrawn
-
2005
- 2005-05-25 GB GB0510616A patent/GB2414691B/en not_active Expired - Fee Related
- 2005-06-02 DE DE102005025434.9A patent/DE102005025434B4/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE69013869T2 (en) | 1989-12-21 | 1995-03-09 | Waertsilae Diesel Int | Method and device for heat energy recovery in a large diesel engine. |
JPH05321643A (en) * | 1992-05-26 | 1993-12-07 | Mazda Motor Corp | Exhaust device of engine having turbo supercharger |
US6330910B1 (en) | 1999-03-03 | 2001-12-18 | Easton Bennett | Heat exchanger for a motor vehicle exhaust |
US6519931B2 (en) | 2001-03-23 | 2003-02-18 | Hitachi, Ltd. | Direct gasoline injection type spark igniting internal combustion engine with turbocharger and the engine control method |
EP1286026A1 (en) | 2001-08-17 | 2003-02-26 | Benteler Automobiltechnik GmbH & Co. KG | Exhaust system for a motor vehicle |
US6675579B1 (en) | 2003-02-06 | 2004-01-13 | Ford Global Technologies, Llc | HCCI engine intake/exhaust systems for fast inlet temperature and pressure control with intake pressure boosting |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB2414691A (en) | 2005-12-07 |
DE102005025434A1 (en) | 2005-12-29 |
GB2414691B (en) | 2008-09-10 |
GB0510616D0 (en) | 2005-06-29 |
GB2414690A (en) | 2005-12-07 |
GB0412580D0 (en) | 2004-07-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE102005025434B4 (en) | Emission control device for a motor | |
DE102008040312B4 (en) | System for controlling condensation in the intake tract of an internal combustion engine | |
DE102008064521B4 (en) | Internal combustion engine with exhaust gas turbocharger | |
EP1716325B1 (en) | Arrangement for cooling exhaust gas and charge air | |
DE102004032589B4 (en) | Internal combustion engine with exhaust gas aftertreatment and method for its operation | |
DE102011078457B4 (en) | Method for operating an internal combustion engine with intercooler | |
DE69831180T2 (en) | Internal combustion engine with a combustion heater | |
DE102015108223B4 (en) | EGR system with particle filter and wastegate | |
DE102011002553A1 (en) | Charged internal combustion engine and method for operating such an internal combustion engine | |
EP3298257B1 (en) | Egr system with particle filter and wastegate | |
DE102009004417A1 (en) | A method for the aftertreatment of an exhaust gas stream of a multi-cylinder internal combustion engine of a vehicle and exhaust aftertreatment device | |
EP3470638B1 (en) | Combustion engine, motor vehicle and method for operating a combustion engine | |
EP2088297B1 (en) | Method for controlling a motor vehicle combustion engine assembly | |
DE102010017790A1 (en) | Method for limiting and decreasing thermal load of liquid-cooled internal-combustion engine, involves determining temperature of cooling agent | |
DE102008046938A1 (en) | Internal combustion engine i.e. Otto-engine, operating method for automobile, involves supplying charge air flow to combustion chamber of Otto engine in flow direction of charge air flow before compressor of turbocharger | |
DE102007058964A1 (en) | Vehicle's internal-combustion engine e.g. diesel engine, charging system, has secondary gas line, conveying device, turbine, air intercooler, cooling devices, bypass line and controllable valves provided to introduce secondary gas flow | |
DE102010003002B4 (en) | Exhaust gas turbocharger arrangement with exhaust gas recirculation device and exhaust gas compressor | |
DE60309972T2 (en) | Exhaust gas recirculation device for supercharged spark-ignition internal combustion engine | |
EP1727976B1 (en) | Internal combustion engine having a humidifying device and a heat exchanger | |
DE102006003848A1 (en) | Emission control system for an engine | |
DE102008008492B4 (en) | Method for controlling a motor vehicle internal combustion engine arrangement | |
DE102009051027B4 (en) | Drive unit with a diesel internal combustion engine and exhaust gas recirculation as well as a method for operating such a drive unit | |
EP2171245A1 (en) | Apparatus for cooling recirculated exhaust gas of an internal combustion engine | |
DE102007019089A1 (en) | Exhaust gas heat exchanger, exhaust gas heat exchanger system, internal combustion engine and method for treating exhaust gases of an internal combustion engine | |
DE10392766B4 (en) | Exhaust pipe for an internal combustion engine with a thermal control of the exhaust gases |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed |
Effective date: 20120601 |
|
R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R020 | Patent grant now final | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |