-
Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb von Komponenten zur
Abgasnachbehandlung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung
zur Abgasnachbehandlung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 11.
-
Aufgrund
immer strengerer Abgasgrenzwerte, die nicht mehr allein durch motorische
Maßnahmen zu erreichen sind, werden die meisten Brennkraftmaschinen
inzwischen mit Nachbehandlungssystemen zur Verminderung der Schadstoffemissionen
ausgerüstet. Neben Feststoffpartikeln gehören insbesondere
auch die Stickoxide zu den limitierten Abgaskomponenten, die während
der Verbrennungsvorgänge entstehen und deren erlaubte Emissionen fortlaufend
abgesenkt werden. Zur Minimierung dieser Abgaskomponenten bei in
Kraftfahrzeugen betriebenen Brennkraftmaschinen werden heute unterschiedliche
Verfahren eingesetzt. Die Verminderung der Stickoxide geschieht
in der Regel mithilfe von Katalysatoren, wobei in ein sauerstoffreiches
Abgas zusätzlich ein Reduktionsmittel, insbesondere Kohlenwasserstoffe,
Ammoniak oder Harnstoff, zudosiert wird, um die Selektivität
und die NOx-Umsätze anzuheben.
Das angewendete Verfahren wird als SCR-Verfahren bezeichnet, mit dem
eine selektive katalytische Reduktion (SCR) durchgeführt
wird. Demgegenüber dienen Drei-Wege-Katalysatoren der Stickoxidverminderung
hinter Lambda-1-Motoren. Diese-Oxidationskatalysatoren sind für
die Oxidation von unverbrannten Kohlenwasserstoffen und Kohlenmonoxid
zuständig.
-
Zur
Minimierung der Feinstoffpartikel werden in Fahrzeugen Partikelabscheider
oder Partikelfilter eingesetzt. Eine für die Anwendung
in Fahrzeugen typische Anordnung mit Partikelabscheider ist beispielsweise
aus der
EP 1 022 765
A1 bekannt. Eine Anordnung und ein Verfahren mit Partikelfilter
ist dagegen aus der
EP
0 341 832 A2 bekannt. In den beiden genannten Druckschriften
ist jeweils stromauf zum Partikelabscheider beziehungsweise Partikelfilter
ein Oxidationskatalysator angeordnet, der das Stickstoffmonoxid
im Abgas mithilfe des ebenfalls enthaltenen Restsauerstoffs zu Stickstoffdioxid
oxidiert:
2NO + O2 ↔ 2NO2 -
Dabei
ist zu beachten, dass das Gleichgewicht der obigen Reaktion bei
hohen Temperaturen auf der Seite von NO liegt. Dies hat wiederum
zur Folge, dass die erzielbaren NO2-Anteile
bei hohen Temperaturen aufgrund dieser thermodynamischen Begrenzung
limitiert sind. Dieses NO2 setzt sich wiederum
im Partikelabscheider beziehungsweise im Partikelfilter mit den
Kohlenstoffpartikeln zu CO, CO2, N2 und NO um. Mithilfe des starken Oxidationsmittels NO2 erfolgt somit in allgemein bekannter Weise
eine kontinuierliche Entfernung der angelagerten Feinstoffpartikel.
Regenerationszyklen, wie sie aufwendig bei anderen Anordnungen durchgeführt
werden müssen, können dadurch entfallen. Man spricht
in diesem Fall daher von einer passiven Regeneration. Die Reaktionsgleichungen
lauten wie folgt: 2NO2 +
C → 2NO + CO2 2NO2 + 2C → 2NO
+ 2CO 2C + 2NO2 → N2 + 2CO2
-
Gelingt
keine vollständige Oxidation des im Partikelfilter eingelagerten
Kohlenstoffs mithilfe des NO2, so steigen
der Kohlenstoffanteil und damit der Abgasgegendruck stetig an. Um
dies zu vermeiden, werden aktuell die Partikelfilter vermehrt mit
einer katalytischen Beschichtung zur Oxidation von NO versehen.
Dabei handelt es sich meist um platinhaltige Katalysatoren. Der
Nachteil dieses Verfahrens besteht allerdings darin, dass das am
Partikelfilter gebildete NO2 nur zur Oxidation
von Partikeln dienen kann, die stromab der katalytisch aktiven Schicht
zur NO-Oxidation abgeschieden wurden, also innerhalb des Filtermediums.
Bildet sich dagegen auf der Filteroberfläche und damit
auf der katalytisch aktiven Schicht eine Schicht aus abgeschiedenen
Partikeln, ein sogenannter Filterkuchen aus, so liegt der NO-Oxidationskatalysator
stromab des Filterkuchens, so dass die dort abgeschiedenen Rußpartikel nicht
mithilfe von NO2 aus dem auf dem Partikelfilter aufgebrachten
NO-Oxidationskatalysator oxidiert werden können. Hinzu
kommt noch, das genau genommen, nur die auf der Rohgasseite aufgebrachte Katalysatorschicht
zur Performance des Systems beiträgt, da das auf der Reingasseite
katalytisch gebildete NO2 nicht mehr in
Kontakt mit dem auf der Rohgasseite und innerhalb des Filtermaterials
abgeschiedenen Ruß kommen kann. Aus diesem Grund kann trotz
der katalytischen Beschichtung des Filters nicht auf einen NO-Oxidationskatalysator
vor dem Partikelfilter verzichtet werden, so dass sich ein relativ
großes Bauvolumen ergibt.
-
Obwohl
durch die oben beschriebenen Maßnahmen eine Rußoxidation
noch bis zu Temperaturen von 250°C möglich ist,
gibt es dennoch Anwendungsfälle, in denen selbst diese
Abgastemperaturen nicht ausreichend oft erreicht werden und somit
keine sichere Funktion des Partikelfilters sichergestellt werden
kann. Dies tritt üblicherweise bei schwach belasteten und
in Fahrzeugen verbauten Motoren, die noch zusätzliche hohe
Leerlaufanteile aufweisen, wie beispielsweise bei Personenkraftwagen,
Linienbussen oder Müllfahrzeugen, auf.
-
Daher
wird speziell in solchen Fällen eine zweite Möglichkeit
der Partikelfilterregeneration angewendet. Diese besteht darin,
die Abgastemperatur aktiv anzuheben. Dies gelingt üblicherweise
durch die Zugabe von Kohlenwasserstoffen (HC) stromauf von Oxidationskatalysatoren.
Die Zugabe der Kohlenwasserstoffe kann durch eine im Abgastrakt
angebrachte, separate Einspritzdüse erfolgen. Eine weitere
Möglichkeit besteht darin, über eine späte
Nacheinspritzung des Kraftstoffs in den Brennraum hohe Kohlenwasserstoffemissionen
zu generieren. Durch die exotherme Oxidation der Kohlenwasserstoffe
an den Katalysatoren kommt es dann zu einem deutlichen Temperaturanstieg.
Gelingt dadurch eine Temperaturanhebung auf über 600°C,
kommt es zu einer Oxidation des Kohlenstoffs mithilfe von Sauerstoff gemäß nachstehender
Gleichung: C + O2 → CO2
-
Die
für die Abgastemperaturanhebung notwendige Oxidation der
Kohlenwasserstoffe an den Katalysatoren findet bei Temperaturen
um die 230°C statt. Allerdings besteht, insbesondere bei
abgasaufgeladenen und schwach belasteten Motoren, das Problem, dass
selbst diese Temperaturen stromab der Abgasturbine oft nicht mehr
erreicht werden. Der Grund dafür liegt darin, dass dem
Abgas erhebliche Mengen an Abgasenthalpie entzogen werden, um die
Kompression auf der Frischluftseite zu ermöglichen. Dieses
Problem wird beim Einsatz einer zweistufigen Aufladung und/oder
sehr hohen Abgasrückführungsraten noch verstärkt.
-
Nicht
nur die Verfahren zur Partikelverminderung, sondern auch die oben
beschriebenen Verfahren zur Verminderung gasförmiger Schadstoffe,
sind auf ausreichend hohe Abgastemperaturen angewiesen, die wie
bereits beschrieben, im Normalbetrieb oft nicht erreicht werden.
-
Außerdem
kommt beim Einsatz von Katalysatoren oft ein weiteres Problem hinzu:
die Katalysatoren werden durch Abgasbestandteile, wie Schwefeloxide
aus dem Kraftstoff- oder Motorenölschwefel, vergiftet.
Diese Vergiftung ist zwar oft reversibel und kann durch hohe Abgastemperaturen
rückgängig gemacht werden; doch auch hier stellt
sich wieder das Problem, dass diese hohen Abgastemperaturen, speziell
stromab von Abgasturboladern, nicht erreicht werden. So sind für
die Regeneration von NO-Oxidationskatalysatoren mindestens 500°C
notwendig, für NOx-Speicherkatalysatoren über
600°C.
-
Weiter
ist aus der
DE 199
13 462 A1 ein Verfahren zur thermischen Hydrolyse und Dosierung
von Harnstoff beziehungsweise wässriger Harnstofflösung
in einem Reaktor bekannt. Zur Erhöhung der Verweilzeit
des Harnstoffes im Reaktor wird aus dem Abgasstrang ein Teilstrom
entnommen und zur Bildung von Ammoniak im Reaktor herangezogen. Durch
die geringere Abgasmenge im Teilstrom ist die Strömungsgeschwindigkeit
im Reaktor gering und die Verweilzeit zur Umsetzung des Harnstoffes
entsprechend groß. Der Teilstrom wird nach dem Reaktor
wieder dem Abgasstrang zugemischt und das ge bildete Ammoniak kann
im nachgeschalteten SCR-Katalysator zur Reduktion von NO
x herangezogen werden.
-
Weiter
ist aus der
DE
10 2006 038 291 A1 bereits eine Abzweigung eines Abgasteilstroms stromauf
einer Abgasturbine bekannt, wobei dieser Abgasteilstrom stromab
der Abgasturbine wieder mit dem Abgas-Hauptstrom vereinigt wird
und anschließend als heißer Abgasstrom durch wenigstens
eine Abgasnachbehandlungskomponente strömt. Ein vom Grundprinzip
her ähnlicher Aufbau ist auch in der
DE 10 2006 038 290 A1 und
DE 10 2006 038 289
A1 beschrieben.
-
Demgegenüber
ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Betrieb
von Komponenten zur Abgasnachbehandlung sowie eine Abgasnachbehandlungsvorrichtung
zur Verfügung zu stellen, mittels dem beziehungsweise mittels
der in Verbindung mit einer Abgasturboladereinrichtung eine effiziente
und effektive Aufheizung von einer Abgasturbine nachgeschalteten
Abgasnachbehandlungskomponenten möglich wird.
-
Diese
Aufgabe wird bezüglich des Verfahrens gelöst mit
den Merkmalen des Anspruchs 1. Bezüglich der Vorrichtung
wird diese Aufgabe gelöst mit den Merkmalen des Anspruchs
11. Weitere bevorzugte Ausgestaltungen sind Gegenstand der jeweils darauf
rückbezogenen Unteransprüche.
-
Erfindungsgemäß wird
stromauf wenigstens einer Abgasturbine ein Abgasteilstrom von einem
Abgas-Hauptstrom entnommen, welcher Abgasteilstrom stromab der wenigstens
einen Abgasturbine wieder in den Abgas-Hauptstrom zurückgeführt
wird. Stromab dieser Zuführung ist wenigstens eine Abgas nachbehandlungskomponente
angeordnet, wobei die als Abgasteilstrom abgezweigte Abgasmenge in
Abhängigkeit von wenigstens einer Solltemperatur an wenigstens
einer definierten Stelle im Abgastrakt, insbesondere im Abgasteilstrom
und/oder an der wenigstens einen Abgasnachbehandlungskomponente, gesteuert
oder geregelt wird.
-
Der
erfindungsgemäß Grundgedanke besteht somit darin,
stromauf mindestens einer Abgasturbine einen Abgasteilstrom zu entnehmen
und diesen Abgasteilstrom stromab der mindestens Abgasturbine wieder
dem Abgas-Hauptstrom zuzuführen, wodurch sichergestellt
wird, dass sich der Abgasteilstrom auf einem deutlich höheren
Temperaturniveau befindet als der durch die Abgasturbine strömende Abgas-Hauptstrom,
so dass sich stromab der Zusammenführung der beiden Ströme
eine höhere Abgastemperatur ergibt als dies der Fall wäre,
wenn der gesamte Abgasstrom durch die Abgasturbine geführt wird.
Da sich durch die Entnahme des Abgasteilstroms jedoch üblicherweise
der Wirkungsgrad der Abgasturbine beziehungsweise die von ihr abzugebende
Arbeit verringert, wird weiter erfindungsgemäß vorgeschlagen,
die als Abgasteilstrom abgezweigte Abgasmenge in Abhängigkeit
von wenigstens einer Solltemperatur im Abgasteilstrom und/oder an
der wenigstens einen Abgasnachbehandlungskomponente zu steuern oder
zu regeln, so dass die Wirkungsgradverluste der Abgasturbine optimiert
werden können.
-
Hierzu
bietet es sich an, im Abgasteilstrom und/oder im Abgas-Hauptstrom
wenigstens eine variable Drossel- und/oder Absperrvorrichtung vorzusehen,
die es erlaubt, den an der Abgasturbine vorbeigeleiteten Abgasteilstrom
sowohl auf bauteiltechnisch als auch steuerungs- beziehungsweise
regelungstechnisch einfache Weise abzuzweigen. Ferner kann der Abgasteilstrom
bei ausreichend hohen Abgastemperaturen stromab der Abgasturbine
mit einer Drossel- und/oder Absperrvorrichtung einfachst gedrosselt
oder aber auch ganz abgeschaltet werden. Wird ein Waste-Gate zum
Schutz des Turboladers und/oder des Motors benötigt, bietet
es sich an, die Bypassleitung für den Abgasteilstrom in
Verbindung mit einer Drossel- und/oder Absperrvorrichtung als Waste-Gate
zu verwenden. Geeignete Drossel- und/oder Absperrvorrichtungen und
zum Beispiel Ventile, Schieber, Klappen oder dergleichen.
-
Zusätzlich
oder aber auch alternativ dazu kann die als Abgasteilstrom entnommene
Abgasmenge aber auch mittels einer variablen Turbinengeometrie (VTG)
gesteuert oder geregelt werden, durch die der Fluss durch die Abgasturbine
durch Drosselung des Hauptabgasstroms variiert werden kann.
-
Bevorzugt
wird die Solltemperatur in Abhängigkeit von definierten
Bauteil- und/oder Betriebsparametern der Brennkraftmaschine bzw.
der Abgasnachbehandlungsvorrichtung vorgegeben, insbesondere in
Abhängigkeit von der Art der wenigstens einen verwendeten
Abgasnachbehandlungskomponente und/oder vom Soll-Schadstoffumsatz
und/oder von der Höhe der Schadstoffemissionen vor und/oder nach
der oder den Nachbehandlungskomponente(n) und/oder von der gesamten
Abgasmenge und/oder von den in den Abgastrakt zugegebenen Mengen
an Reduktionsmittel, insbesondere Kraftstoff und/oder Harnstoff,
und/oder von der Abgasteilstrommenge und/oder von dem Abgas-Sauerstoffgehalt
und/oder von den Betriebsstunden der Brennkraftmaschine bzw. der
einzelnen Abgasnachbehandlungskomponenten und/oder vom Ist-Schadstoffumsatz
und/oder von der Betriebsart der Brennkraftmaschine, insbesondere
in Abhängigkeit von einem Normalbetrieb oder einem Regenerationsbetrieb
der Brennkraftmaschine. So liegen beispielsweise die benötigten
Abgastemperaturen im Regenerationsbetrieb deutlich über
denen im Normalbetrieb, zum Beispiel bei der Desulfatisierung von
Katalysatoren oder dem Freibrennen von Partikelfiltern. Die Vorgabe
der jeweils benötigten Abgastemperatur beziehungsweise
Solltemperatur erfolgt betriebspunktabhängig über
eine durch eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung gebildete elektronische
Kontrolleinheit, insbesondere durch eine Motorsteuereinrichtung.
-
Um
die jeweils benötigte Abgastemperatur beziehungsweise Solltemperatur
für den jeweiligen Betriebspunkt vorzugeben, können
von einer elektronischen Kontrolleinheit, wie z. B. der Motorsteuereinrichtung,
die unterschiedlichsten Eingangsgrößen erfasst
werden, zum Beispiel die aktuelle Abgastemperatur und/oder die aktuelle
Temperatur einer Abgasnachbehandlungskomponente und/oder die angesaugte
Luftmasse und/oder der Soll-Schadstoffumsatz und/oder der Ist-Schadstoffumsatz
und/oder die in den Abgastrakt zugegebnen Mengen an Reduktionsmittel,
insbesondere Kraftstoff und/oder Harnstoff, und/oder die Höhe
der Schadstoffemissionen vor und/oder nach der oder den Nachbehandlungskomponente(n)
und/oder der Beladungszustand des Partikelfilters/-abscheiders und/oder
der Abgasgegendruck und/oder der Ladedruck und/oder die zur Ansaugluftleitung
gegebenenfalls rückgeführte Abgasmenge und/oder
die als Teilabgasstrom abgezweigte Abgasmenge und/oder der Ladedruck und/oder
eine Ladelufttemperatur und/oder eine Turboladerdrehzahl. Die aktuellen
Abgastemperaturen können beispielsweise mit Hilfe von an
geeigneten Stellen angeordneten Temperatursensoren erfasst werden.
Alternativ oder zusätzlich dazu kann die aktuelle Abgastemperaturbestimmung
aber auch über geeignete Modelle betriebspunktabhängig
erfolgen. Solche Modelle können zum Beispiel in der elektronischen
Kontrolleinheit abgelegte Kennlinien beziehungsweise Kennfelder
aufweisen.
-
Reicht
zum Beispiel eine, in einer Grundeinstellung als Abgasteilstrom
abgezweigte Abgasmenge nicht aus, um die gewünschte Solltemperatur
zu erzielen, kann der Haupt-Abgasstrom stromab der Teilstromentnahme
und stromauf der Rückführstelle, insbesondere
mit Hilfe einer VTG-Ladegruppe, so gedrosselt werden, dass eine
noch größere Abgasmenge als Abgasteilstrom an
der Turbine vorbeigeleitet wird. Genügen diese Drosselmaßnahmen,
insbesondere im Regenerationsbetrieb, immer noch nicht, so ist es
weiter zusätzlich möglich, definierte Betriebsparameter
der Brennkraftmaschine zum Erreichen der Solltemperatur zu beeinflussen.
Derartige definierte Betriebsparameter können zum Beispiel das
Luft-/Kraftstoff-Verhältnis und/oder der Einspritzbeginn
und/oder die Anzahl der Einspritzungen und/oder der Einspritzdruck
und/oder die Menge des zur Ansaugluftleitung zurückgeführten
Abgases (Abgasrückführungsrate) sein, die so verändert
werden, dass die Abgastemperatur weiter ansteigt. Selbstverständlich
können derartige Maßnahmen auch grundsätzlich
bei bestimmten Betriebsarten der Brennkraftmaschine, beispielsweise
im Regenerationsbetrieb, von vorneherein vorgesehen werden.
-
Die
Rückführung des Abgasteilstroms muss nicht notwendiger
Weise immer stromauf der strömungstechnisch der Abgasturbine
am nächsten liegenden Abgasnachbehandlungskomponente erfolgen.
So kann der Abgasteilstrom auch zwischen zwei benachbarten Abgasnachbehandlungskomponenten
zurückgeführt werden, wodurch es möglich
wird, Temperaturverluste entlang des Abgasstrangs auszugleichen
oder sogar überzukompensieren. Dies ermöglicht
es, weiter von der Brennkraftmaschine entfernte Abgasnachbehandlungskomponenten
auf einem höheren Abgastemperaturniveau zu betreiben als
strömungstechnisch näher an der Brennkraftmaschine
angeordnete Abgasnachbehandlungskomponenten. Eine derartige Verfahrensführung
bietet sich unter anderem bei der passiven Filterregeneration an,
indem die Rückführung des Abgasteilstroms zwischen
einem NO-Oxidationskatalysator und einem Partikelfilter erfolgt.
Dadurch gelingt es vorteilhaft den Partikelfilter auf einem hohen
Abgastemperaturniveau zu halten, ohne dass die NO2-Anteile
aufgrund zu hoher Temperaturen am NO-Oxidationskatalysator zurückgehen,
und/oder den Rußabbrand zu beschleunigen, wenn ausreichende
Mengen NO2 zur Verfügung stehen,
die Temperaturen am Partikelfilter aber zu gering sind.
-
Der
Abgasteilstrom kann grundsätzlich außerhalb des
Abgastrakts geführt beziehungsweise angeordnet werden.
Dies führt allerdings zu einer starken Auskühlung.
Sinnvoller ist es daher, den Abgasteilstrom so im Abgastrakt anzuordnen,
dass er vom Abgas des Hauptabgasstroms umströmt wird. Dadurch
lassen sich Wärmeverluste vorteilhaft verringern.
-
Zusätzlich
kann im abgezweigten Abgasteilstrom und/oder im den Hauptabgasstrom
führenden Abgasteilstück zwischen der Abgasturbine
und der Rückführung des Abgasteilstroms mindestens
ein Katalysator angeordnet sein, wodurch vorteilhaft Bauraum eingespart
werden kann.
-
Die
erfindungsgemäße Vorrichtung zur Abgasnachbehandlung
umfasst wenigstens eine von der Brennkraftmaschine zur Abgasturbine
geführte Abgasleitung sowie eine von der Abgasturbine wegführende
Turbinen-Abführleitung. Stromauf der Abgasturbine zweigt
von wenigstens einer der Abgasleitungen eine Bypassleitung ab, die
stromab der Abgasturbine an einer Zuführung in die Turbinen-Abführleitung
einmündet. Stromab dieser Zuführung ist wenigstens
eine Abgasnachbehandlungskomponente angeordnet. Selbstverständlich
können, wie zuvor beschrieben, auch davor beziehungsweise
in der Bypassleitung Abgasnachbehandlungskomponenten angeordnet
sein. Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst
weiter eine elektronische Kontrolleinheit, insbesondere eine Motorsteuereinrichtung,
als Steuer- und/oder Regeleinrichtung, mittels der die über
die Bypassleitung geführte Abgasmenge in Abhängigkeit von
wenigstens einer Solltemperatur im Abgasteilstrom und/oder an der
wenigstens einen Abgasnachbehandlungskomponente steuerbar oder regelbar
ist. Bei den Abgasnachbehandlungskomponenten handelt es sich bevorzugt
um Katalysatoren und/oder Partikelfilter und/oder Partikelabscheider.
Als Katalysatoren kommen z. B. bevorzugt Drei-Wege-Katalysatoren
und/oder SCR-Katalysatoren und/oder Diesel-Oxidationskatalysatoren
und/oder NOx-Speicherkatalysatoren und/oder
NO-Oxidationskatalysatoren in Frage.
-
Die
Erfindung wird nachfolgend anhand einer Zeichnung näher
erläutert.
-
Es
zeigen:
-
1 eine
schematische Darstellung einer ersten Erfindungsvariante, und,
-
2 eine
schematische Darstellung einer zweiten Erfindungsvariante.
-
In
der 1 ist eine Abgasnachbehandlungsvorrichtung dargestellt,
bei der der von der nicht dargestellten Brennkraftmaschine kommende
Abgasstrom stromauf der Abgasturbine 14 eines Abgasturboladers 13 in
einen Haupt-Abgasstrom 10, der über die Abgasturbine 14 geführt
ist und über diese einen Luftverdichter 15 antreibt,
und einen Abgasteilstrom 11 aufgezweigt wird. Dieser Abgasteilstrom 11 wird
stromab der Abgasturbine 14 mittels einer Bypassleitung 2,
die stromab der Abgasturbine 14 an einer Zuführung 7 in
eine von der Abgasturbine 14 wegführende Turbinen-Abführleitung 5 einmündet, wieder
mit dem Haupt-Abgasstrom 10 vereinigt.
-
In
der Darstellung der 1 ist hier beispielhaft sowohl
in der Bypassleitung 2 als auch in der Turbinen-Abführleitung 5 jeweils
eine variable Drossel- und/oder Absperrvorrichtung 12 beziehungsweise 16 angeordnet,
die über hier lediglich schematisch und strichpunktiert
dargestellte Steuerleitungen 17, 18 mit einer
elektronischen Kontrolleinheit, insbesondere einer Motorsteuereinheit, 19 verbunden
sind.
-
In
der Bypassleitung 2 ist hier optional ein zum Beispiel
Kohlenwasserstoffe oxidierender Oxidationskatalysator 3 angeordnet,
während stromab der Zuführung 7 ein NO-Oxidationskatalysator 4 vorgesehen
ist, dem ein Partikelfilter 6 nachgeschaltet ist.
-
Lediglich
beispielhaft und schematisch zur prinzipiellen Verdeutlichung der
vorliegenden Erfindungsidee ist hier sowohl im Abgasteilstrom 11 als auch
am Partikelfilter 6 jeweils ein Temperatursensor 22, 23 angeordnet,
die die jeweils aktuelle Temperatur im Abgasteilstrom 11 und
am Partikelfilter 6 erfassen und über die Steuerleitungen 8, 9 der
elektronischen Kontrolleinheit 19 als Eingangsgrößen
zuführen.
-
Wird
nunmehr in einem periodischen Regenerationsbetrieb das Erfordernis
des Freibrennens des Partikelfilters 6 von der Motorsteuereinrichtung 19 erkannt
beziehungsweise erfasst, so steuert die Motorsteuereinrichtung 19 die
hier beispielhaft zwei Drossel- und/oder Absperrvorrichtungen 12, 16 so an,
dass eine definierte Abgasmenge als Abgasteilstrom 11 vom
zur Abgasturbine 14 geführten Abgasstrom abgezweigt
wird und sich die für die Partikelfilterregeneration erforderliche
Solltemperatur im Abgasteilstrom 11 und/oder am Partikelfilter 6 als
Solltemperatur einstellt. Damit wird auf zuverlässige und optimierte
sowie steuerungs- und regelungstechnisch einfache Weise eine stets
solche optimale Abgastemperatur im Abgastrakt der Brennkraftmaschine
eingestellt, dass die hier beispielhaft gewählte Partikelfilterregeneration
in optimaler Weise durchgeführt werden kann.
-
Der
Oxidationskatalysator 3 dient hierbei insbesondere dazu,
im Abgasteilstrom 11 eine weitere exotherme Reaktion unter
Schadstoffreduzierung durchzuführen. Gegebenenfalls kann
auf den Oxidationskatalysator 3 aber auch verzichtet werden,
wie dies bei der alternativen Ausgestaltung nach der 2 der
Fall ist, bei der der Abgasteilstrom 11 im Unterschied
zur Ausgestaltung nach 1 stromab des NO-Oxidationskatalysators 4 zugeführt
wird, wodurch sichergestellt werden kann, dass der Partikelfilter 6,
im Gegensatz zur Ausführungsform nach der 1,
auf einem höheren Temperaturniveau als der NO-Oxidationskatalysator 4 betrieben
werden kann. Dadurch gelingt es, den Partikelfilter 6 auf
einem hohen Abgastemperaturniveau zu halten, ohne dass die am NO-Oxidationskatalysator 4 gebildete NO2-Menge aufgrund zu hoher Temperaturen am NO-Oxidationskatalysator 4 zurückgehen,
beziehungsweise gelingt es, den Rußabbrand zu beschleunigen,
wenn ausreichende Mengen NO2 zur Verfügung
stehen, die Temperaturen am Partikelfilter 6 aber zu gering
sein sollten.
-
Ansonsten
entsprechen der Aufbau und die Funktionsweise derjenigen der Abgasnachbehandlungsvorrichtung
gemäß 1.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- - EP 1022765
A1 [0003]
- - EP 0341832 A2 [0003]
- - DE 19913462 A1 [0011]
- - DE 102006038291 A1 [0012]
- - DE 102006038290 A1 [0012]
- - DE 102006038289 A1 [0012]