DE102010023817A1

DE102010023817A1 - Abgasbehandlungssystem für einen Verbrennungsmotor

Info

Publication number: DE102010023817A1
Application number: DE102010023817A
Authority: DE
Inventors: David B. Brighton Brown; Shuguang Troy Lu; Jong H. Rochester Hills Lee
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2009-06-18
Filing date: 2010-06-15
Publication date: 2011-02-03
Also published as: CN101979848B; CN101979848A; US8596063B2; US20100319342A1

Abstract

Es ist ein Reduktionsmittelliefersystem für ein Abgasbehandlungssystem eines Verbrennungsmotors offenbart. Das System umfasst einen Turbolader, der mit dem Verbrennungsmotor fluidmäßig gekoppelt und derart konfiguriert ist, dass er Abgas von dem Verbrennungsmotor aufnimmt. Ein abgasgetriebenes Turbinenrad ist zur Rotation in einem Turbinengehäuse des Turboladers angeordnet. Eine Reduktionsmittelinjektionsvorrichtung steht in Fluidkommunikation mit dem abgasgetriebenen Turbinenrad, einem Reduktionsmitteltank mit einem darin gespeicherten Reduktionsmittel und einem Leitungssystem, das den Reduktionsmitteltank mit der Reduktionsinjektionsvorrichtung fluidmäßig verbindet. Reduktionsmittel wird an die Reduktionsmittelinjektionsvorrichtung zur Lieferung des Reduktionsmittels an das abgasgetriebene Turbinenrad geliefert.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung stehen mit Abgasbehandlungssystemen für Verbrennungsmotoren und insbesondere einem kompakten System für eine effiziente Einführung eines Reaktanden in das Abgas in Verbindung.
HINTERGRUND
Abgasnachbehandlungssysteme zur Anwendung auf Verbrennungsmotoren von Kraftfahrzeugen reduzieren vorgeschriebene Bestandteile oder wandeln diese um, wie Kohlenmonoxid (”CO”), nicht verbrannte Kohlenwasserstoffe (”KW”), Stickoxide (”NO_x”) und in dem Fall von Dieselmotoren Materialien in kondensierter Phase (Flüssigkeiten und Feststoffe), die Partikelmaterial bilden. Mit zunehmend strengeren Emissionsvorschriften sind diese Abgasnachbehandlungssysteme zunehmend komplex in der Größe, der Anzahl von Komponenten wie auch der Kosten geworden. Existierende Nachbehandlungssysteme verwenden typischerweise einzelne Komponenten, die jeweils eine diskrete Funktion besitzen. Die Komponenten müssen in einer bestimmten Konfiguration und mit einem bestimmten Abstand oder einer bestimmten Trennung angeordnet sein, um funktionelle Ziele zu erreichen. Zusätzlich kann die Einführung von Reaktanden in das Abgas notwendig sein, um die Reduktion und/oder Oxidation bestimmter Abgaskomponenten zu unterstützen. Die Größe der einzelnen Komponenten wie auch das Einbauen in variierende Fahrzeugarchitekturen kann ein schwieriges und teures Unterfangen sein.
Als ein Beispiel ist eine NO_x-Verminderungstechnologie, die für Kraftfahrzeuganwendungen entwickelt worden ist, die selektive katalytische Reduktion (”SCR”), bei der NO_x unter Zuhilfenahme eines Ammoniak-Reduktionsmittels in Stickstoff (”N₂”) über einen Katalysator reduziert wird, der typischerweise aus Zeolith und verschiedenen unedlen Metallen besteht. Der Katalysator aus Zeolith/unedlem Metall ist auf einer Trägerstruktur angeordnet, wie einem Durchfluss-Keramik- oder Metall-Monolithen. Für derartige Anwendungen wird Harnstoff (typischerweise in einer wässrigen Lösung vorhanden) oder gasförmiges NH₃ üblicherweise als die Quelle des Ammoniakreduktionsmittels verwendet. Das ammoniakbasierte Reduktionsmittel wird bevorzugt weit genug stromaufwärts der katalysierten Trägerstruktur zur gleichförmigen Mischung in dem Abgasstrom injiziert. Eine gleichförmige Verteilung von Reduktionsmittel in dem Abgas ist notwendig, um eine optimale Leistungsfähigkeit des SCR-Systems zu erreichen. In einigen Fällen sind verschiedene Mischvorrichtungen in der Abgasleitung stromaufwärts des katalysierten Trägers angebracht, um eine richtige Mischung des Reduktionsmittels mit dem Abgas zu unterstützen, wenn keine ausreichende Strömungsdistanz verfügbar ist. Eine derartige Mischvorrichtung ist nicht besonders erstrebenswert, da sie teuer, komplex ist und den Wirkungsgrad des gesamten Abgassystems beeinträchtigen kann.
Zusätzlich verhindert der zum angemessenen Mischen eines Reaktanden in den Abgasstrom erforderliche Raum die Anordnung der Katalysatorvorrichtung in einer eng montierten Konfiguration, in der der katalysierte Träger an oder sehr nahe dem Abgasauslass des Motors angeordnet ist. Derartige Montageverfahren können erstrebenswert sein, da sie eine schnelle Aufwärmung und Aktivierung oder Anspringen der katalytischen Vorrichtung nach einem Motorkaltstart bereitstellen wie auch die Temperatur verbessern, bei der die Vorrichtung arbeitet, was bei einigen Katalysatorzusammensetzungen die Leistungsfähigkeit verbessern kann.
Demgemäß ist es erwünscht, eine Vorrichtung bereitzustellen, die eine gleichförmige Mischung und Verteilung eines Reaktanden, der in das Abgassystem eines Verbrennungsmotors injiziert wird, auf eine effiziente und kompakte Art und Weise erreicht.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Bei einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Reduktionsmittelliefersystem für ein Abgasbehandlungssystem eines Verbrennungsmotors vorgesehen, das einen Turbolader umfasst, der fluidmäßig mit dem Verbrennungsmotor gekoppelt und derart konfiguriert ist, dass er Abgas von dem Verbrennungsmotor aufnimmt. Ein abgasgetriebenes Turbinenrad ist zur Rotation in einem Turbinengehäuse des Turboladers angeordnet. Eine Reduktionsmittelinjektionsvorrichtung steht in Fluidkommunikation mit dem abgasgetriebenen Turbinenrad. Ein Leitungssystem verbindet die Reduktionsmittelinjektionsvorrichtung fluidmäßig mit einem Reduktionsmittelspeichertank zur Lieferung eines Reduktionsmittels an die Reduktionsmittelinjektionsvorrichtung und an das abgasgetriebene Turbinenrad.
Bei einer anderen beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst ein Abgasbehandlungssystem für einen Verbrennungsmotor einen Abgaskrümmer, der derart konfiguriert ist, dass er Abgas von dem Verbrennungsmotor sammelt, und einen Turbolader, der mit dem Abgaskrümmer fluidmäßig gekoppelt und derart konfiguriert ist, dass er das Abgas aufnimmt. Der Turbolader umfasst ein abgasgetriebenes Turbinenrad, das zur Rotation in einem Turbinengehäuse des Turboladers angeordnet ist. Eine Abgasbehandlungsvorrichtung ist stromabwärts des Turboladers angeordnet und steht mit diesem in Fluidkommunikation und ist derart konfiguriert, dass sie das Abgas aufnimmt und Bestandteile des Abgases darin umwandelt oder reduziert. Ein Reduktionsmittelinjektionssystem steht in Fluidkommunikation mit dem Abgasbehandlungssystem und ist derart konfiguriert, dass ein Reduktionsmittel in das Abgas an einer Stelle in dem Abgasbehandlungssystem stromaufwärts des Turbinenrads injiziert wird. Das Turbinenrad ist derart konfiguriert, dass es das Reduktionsmittel mit dem Abgas zur Lieferung an die Abgasbehandlungsvorrichtung mischt.
Bei einer noch weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren für die Reduktion oder Umwandlung von Abgasbestandteilen eines Verbrennungsmotors, dass Abgas in einem Abgaskrümmer gesammelt wird, das Abgas an einen Turbolader geliefert wird, der ein abgasgetriebenes Turbinenrad aufweist, das zur Rotation in einem Turbinengehäuse des Turboladers angeordnet ist, eine Abgasbehandlungsvorrichtung gewählt wird, die Abgasbehandlungsvorrichtung stromabwärts von und in Fluidkommunikation mit dem Turbolader angeordnet wird und eine Reduktionsmittelliefervorrichtung in Fluidkommunikation mit dem Turbinenrad des Turboladers angeordnet wird.
Die obigen Merkmale und Vorteile wie auch andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung der besten Arten zur Ausführung der Erfindung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen offensichtlich.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Andere Aufgaben, Merkmale, Vorteile und Einzelheiten werden nur beispielhaft in der folgenden detaillierten Beschreibung von Ausführungsformen offensichtlich, wobei die detaillierte Beschreibung Bezug auf die Zeichnungen nimmt, in denen:
1 eine schematische Ansicht eines Verbrennungsmotors und eines zugeordneten Abgasbehandlungssystems ist;
2 eine Schnittansicht einer Abgasbehandlungsvorrichtung des Abgasbehandlungssystems von 1 ist; und
3 eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines Verbrennungsmotors und zugeordneten Abgasbehandlungssystems ist.
BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die folgende Beschreibung ist lediglich beispielhafter Natur und nicht dazu bestimmt, die vorliegende Offenbarung, die vorliegende Anwendung bzw. den vorliegenden Gebrauch zu beschränken. Es sei zu verstehen, dass in allen Zeichnungen entsprechende Bezugszeichen gleiche oder entsprechende Teile und Merkmale angeben.
Bezug nehmend auf 1 ist eine beispielhafte Ausführungsform der Erfindung auf ein Abgasbehandlungssystem 10 für die Reduktion oder Umwandlung von vorgeschriebenen Abgasbestandteilen eines Verbrennungsmotors, wie eines Dieselmotors 12, gerichtet. Es sei angemerkt, dass der Dieselmotor 12 lediglich beispielhafter Natur ist, und dass die hier beschriebene Erfindung in verschiedenen Motorsystemen implementiert sein kann, die Benzin-Direkteinspritzsysteme sowie Motorsysteme mit homogener Kompressionszündung umfassen können, jedoch nicht darauf beschränkt sind. Der Einfachheit der Beschreibung und Diskussion halber wird die Offenbarung im Kontext eines Dieselmotors diskutiert.
Das Abgasbehandlungssystem 10 umfasst einen Abgaskrümmer 14, der Abgaskanälen (nicht gezeigt) des Motors 12 zugeordnet ist. Der Abgaskrümmer 14 verbindet die Motorabgaskanäle fluidmäßig und kombiniert das den Motor 12 verlassende Abgas 16 in eine einzelne Abgasströmung. Der Abgaskrümmer umfasst einen Auslass 18, der mit einem Turbineneinlass 19 eines Turboladers 20 gekoppelt ist.
Der Turbolader 20 umfasst ein Turbinengehäuse 22 und ein Kompressorgehäuse 24. Ein Turbinenrad 26 ist in dem Turbinengehäuse 22 angeordnet, das zur Rotation an einem ersten Ende einer Turboladerwelle 30 montiert ist. Auf eine ähnliche Art und Weise ist ein Kompressorrad 32 drehbar in dem Kompressorgehäuse 24 an dem zweiten Ende der Turboladerwelle 30 montiert. Die Turboladerwelle 30 ist an Lagern (nicht gezeigt) gelagert, die zwischen dem Turbinengehäuse (22) und dem Kompressorgehäuse 24 angeordnet sind und das Turbinengehäuse 22 mit dem Kompressorgehäuse 24 verbinden. Ein Turboladerabgasauslass 40 ist fluidmäßig mit einem Motor- oder Fahrzeugabgassystem 42 verbunden, das Abgas 16, das das Turbinengehäuse 22 des Turboladers 20 verlässt, aufnimmt. Abgas 16 von dem Abgaskrümmer 14 tritt in das Turbinengehäuse 22 durch einen Turbineneinlass 19 ein. Die Energie des Abgases 16 treibt das Turbinenrad 26, die Turboladerwelle 30 und das Kompressorrad 32 an. Wenn sich das Kompressorrad dreht, wird Umgebungsluft 44 in das Kompressorgehäuse 24 durch den Kompressoreinlass 46 gezogen, der mit einem stromaufwärtigen Luftansaugsystem (nicht gezeigt) verbunden sein kann. Die Umgebungsluft wird durch das Kompressorrad 32 und das zugeordnete Kompressorgehäuse 24 komprimiert und verlässt den Kompressorauslass 48 zur Verteilung an einen Ansaugkrümmer 50.
Bezug nehmend auf die 1 und 2 kann bei einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung das Abgassystem 42 eine Abgasbehandlungsvorrichtung aufweisen, wie die Vorrichtung 52 für selektive katalytische Reduktion ”SCR”/ mit Dieselpartikelfilter ”DPF” bzw. ”SCR”/”DPF”-Vorrichtung 52. Die SCR/DPF-Vorrichtung 52 ist derart konfiguriert, dass sie das Abgassystem 42 durchlaufendes Abgas filtert, um Kohlenstoff und andere Partikel zu entfernen, und die Stickoxide (”NO_x”), die in dem Abgas 16 vorhanden sind, durch die Verwendung eines oder mehrerer SCR-Katalysatoren zu reduzieren. Die SCR/DPF-Vorrichtung 52 kann mit einem keramischen Wall-Flow- bzw. Wandstrommonolithen 54, 2, aufgebaut sein, der in einem Gehäuse 55 gelagert ist, das einen Einlass 55a, der fluidmäßig mit dem Turboladerabgasauslass 40 verbunden ist und Abgas 16 von dem Turboladerabgasauslass 40 aufnimmt, und einen Auslass 55b aufweist, durch den das Abgas die Vorrichtung verlässt. Der keramische Wandstrommonolith 54 umfasst eine Mehrzahl sich in Längsrichtung erstreckender Durchgänge 56, die durch sich in Längsrichtung erstreckende Wände 58 geformt sind. Die Durchgänge 56 umfassen Einlassdurchgänge 60, die ein offenes Einlassende 62 und ein geschlossenes Auslassende 64 besitzen, und Auslassdurchgänge 66, die ein geschlossenes Einlassende 68 und ein offenes Auslassende 70 aufweisen. Abgas 16, das in die SCR/DPF-Vorrichtung 52 durch das offene Einlassende 62 der Einlassdurchgänge 60 eintritt, wird zur Wanderung durch die sich in Längsrichtung erstreckenden Wände 58 an die Auslassdurchgänge 66 getrieben. Durch diesen Wandstrommechanismus wird das Abgas von Kohlenstoff und anderen Partikeln 72 gefiltert.
Die gefilterten Partikel 72 werden an den sich in Längsrichtung erstreckenden Wänden 58 der Einlassdurchgänge 60 gesammelt und besitzen den Effekt, den Abgassystemgegendruck mit der Zeit an dem Dieselmotor 12 zu erhöhen. Um Gegendruckzunahmen, die durch die Ansammlung von Partikeln 72 bewirkt werden, zu berücksichtigen, wird die SCR/DPF-Vorrichtung 52 periodisch regeneriert. Eine Regeneration betrifft die Verbrennung der angesammelten Partikel 72 typischerweise in einer Umgebung mit relativ hoher Temperatur (> 600°C), die den Effekt der Erhöhung der Niveaus von NO_x in dem Abgas 16 haben kann.
Bei einer beispielhaften Ausführungsform des Abgasbehandlungssystems 10 ist eine oder sind mehrere SCR-Katalysatorzusammensetzungen 74 auf die sich in Längsrichtung erstreckenden Wände 58 des keramischen Wandstrommonolithen 54 aufgetragen. Eine beispielhafte Katalysatorzusammensetzung enthält bevorzugt einen Zeolith und eine oder mehrere Komponenten eines unedlen Metalls, wie Eisen (”Fe”), Kobalt (”Co”), Kupfer (”Cu”), Vanadium (”V”) oder eine beliebige Kombination daraus. Die SCR-Katalysatorzusammensetzung(en) 74 ist/sind derart konfiguriert, um die Niveaus an NO_x, die in dem Abgas 16 vorhanden sind, in der Anwesenheit eines Ammoniakbestandteiles zu reduzieren. Wiederum Bezug nehmend auf 1 ist die SCR/DPF-Vorrichtung 52 in einer nahen stromabwärtigen Position relativ zu dem Turboladerabgasauslass 40 angeordnet. Eine derartige Positionierung wird typischerweise als ”enge Kopplung” bezeichnet und kann für den Betrieb der SCR/DPF-Vorrichtung 52 nützlich sein. Infolge der engen Kopplung existiert eine geringe thermische Masse zwischen dem Motor 12 und der SCR/DPF-Vorrichtung 52. Eine geringere thermische Masse resultiert in einem geringeren Wärmeverlust von dem Abgas 16, wodurch eine schnellere Aktivierung der SCR-Katalysatorzusammensetzung 74 nach einem Motorkaltstart bereitgestellt wird, wie auch einer Reduzierung zusätzlicher Energie, die geliefert werden muss, um die SCR/DPF-Vorrichtung 52 auf eine angemessene Temperatur für die Regeneration gefilterter Partikel 72 zu bringen.
Bei einer beispielhaften Ausführungsform umfasst ein NH₃-Reduktionsmittelinjektionssystem 76 eine Reduktionsmittelversorgung 78, ein Leitungssystem 80 zum Transport des Ammoniakreduktionsmittels an eine Stelle in dem Abgassystem 42, die sich stromaufwärts der SCR/DPF-Vorrichtung 52 befindet, und eine Injektionsvorrichtung 82, die mit dem Abgasbehandlungssystem 10 gekoppelt ist und in Fluidkommunikation mit dem Abgas 16 zur Einführung des NH₃-Reduktionsmittels daran steht. Die NH₃-Versorgung 78 kann eine Flüssigkeit, wie Harnstoff, sein und ist in einem Reduktionsmitteltank 84 enthalten. Andere NH₃-Versorgungen, die derzeit in Erwägung gezogen werden, umfassen Materialien in gasförmiger und fester Phase. Um eine geeignete Mischung und/oder Verteilung des Reduktionsmittels in dem Abgas 16 in einer eng gekoppelten Anwendung der SCR/DPF-Vorrichtung 52 sicherzustellen, ist die Injektionsvorrichtung 82, die ein Fluid- oder ein Gas-Injektor sein kann, bei einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung fluidmäßig mit dem Turbinengehäuse 22 gekoppelt und derart konfiguriert, dass sie das Reduktionsmittel direkt in das durch diesen gelangende Abgas 16 injiziert. Eine derartige Konfiguration kann einen Befestigungsflansch 86 aufweisen, der in dem Turbinengehäuse geformt und derart konfiguriert ist, dass er die Injektionsvorrichtung daran abdichtend stützt. Das schnell drehende Turbinenrad 26 (100.000 bis 200.000 U/min) funktioniert als ein effektiver Mischer oder Turbulator bzw. Verwirbler für das Reduktionsmittel 78 in dem Abgas 16, wodurch sichergestellt wird, dass die Verteilung des Reduktionsmittels zur richtigen Funktion des SCR-Katalysators angemessen ist, wenn das Abgas in die SCR/DPF-Vorrichtung 52 eintritt.
Bei einer weiteren beispielhaften Ausführungsform, die in 3 gezeigt ist, wobei gleiche Bezugszeichen gleiche Merkmale, die bereits beschrieben sind, angeben, kann in Fällen, bei denen eine Abwandlung des Turbinengehäuses 22 aufgrund von Einbau-, Leistungs- oder Kostenbeschränkungen nicht durchführbar ist, um die Injektionsvorrichtung 82 dem Abgasbehandlungssystem an einer Stelle benachbart des Turbineneinlasses 19 fluidmäßig zugeordnet werden. Eine derartige Konfiguration kann einen Befestigungsflansch 86 aufweisen, der in dem Abgaskrümmer 14 an einer Stelle geformt ist, die dem Abgaskrümmerauslass 18 eng zugeordnet ist, und der derart konfiguriert ist, dass er die Injektionsvorrichtung 82 daran abdichtend lagert. Die Injektionsvorrichtung 82 ist, wie oben beschrieben, derart konfiguriert, dass sie das Reduktionsmittel direkt in das Abgas 16, das durch den Abgaskrümmer gelangt, und in den Turbolader 20 injiziert, in dem das schnell drehende Turbinenrad 26 (100.000 bis 200.000 U/min) als ein effektiver Mischer oder Verwirbler für das Reduktionsmittel 78 in dem Abgas funktioniert. Eine derartige Konfiguration stellt sicher, dass die Verteilung des Reduktionsmittels zur richtigen Funktion des SCR-Katalysators angemessen ist, wenn das Abgas in die SCR/DPF-Vorrichtung 52 eintritt.
Ein Controller, wie ein Motorcontroller 88, kann auf Grundlage von Signalinformation, die dieser von verschiedenen Sensoren, wie einem NO_x-Sensor 90 oder einem Temperatursensor 92, aufnimmt, verwendet werden, die Injektionsvorrichtung 82 zu betätigen und dadurch Reduktionsmittel 78 an das Abgasbehandlungssystem 10 zu liefern. Der hier verwendete Begriff ”Controller” betrifft eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), eine elektronische Schaltung, einen Prozessor (gemeinsam genutzt, dediziert oder Gruppe) und Speicher, der ein oder mehrere Software- oder Firmwareprogramme ausführt, eine kombinatorische Logikschaltung und/oder andere geeignete Komponenten, die die beschriebene Funktionalität bereitstellen.
Während das Abgasbehandlungssystem 10 hauptsächlich in Bezug auf eine SCR-Katalysatorzusammensetzung 74 und eine zugeordnete SCR/DPF-Vorrichtung 52 beschrieben worden ist, die die Verwendung eines Reduktionsmittels 78 auf Ammoniakbasis erfordert, ist es möglich, dass andere Katalysatorsystemkonfigurationen, wie Oxidationskatalysatoren, mit Kohlenwasserstoff funktionierende Katalysatoren für selektive katalytische Reduktion (KW-SCR) oder Mager-NO_x-Fänger-(LNT)-Katalysatoren oder eine Kombination daraus, die den Zusatz eines Kohlenwasserstoff- oder anderen chemischen Additivs erfordern, gleichermaßen Nutzen aus der hier beschriebenen Erfindung ziehen. Zusätzlich können, während der oben beschriebene Verbrennungsmotor ein Dieselmotor ist, Verbrennungsmotoren, die mit Benzin oder anderen Kraftstoffen betrieben werden, ebenfalls Nutzen aus der hier beschriebenen Erfindung ziehen, und daher sei der Schutzumfang nicht auf die Ausführungsformen, die hier zu beschreibenden Zwecken verwendet sind, beschränkt.
Während die Erfindung unter Bezugnahme auf beispielhafte Ausführungsformen beschrieben worden ist, sei dem Fachmann angemerkt, dass ohne Abweichung von dem Schutzumfang der Erfindung verschiedene Änderungen durchgeführt und äquivalente Gegenelemente derselben ersetzt werden können. Zusätzlich können viele Modifikationen durchgeführt werden, um eine bestimmte Situation oder ein bestimmtes Material an die Lehren der Erfindung anzupassen, ohne von dem wesentlichen Schutzumfang derselben abzuweichen. Daher sei beabsichtigt, dass die Erfindung nicht auf die bestimmten Ausführungsformen beschränkt ist, die als die beste Art offenbart sind, die zur Ausführung dieser Erfindung in Erwägung gezogen wird, sondern dass die Erfindung alle Ausführungsformen, die in den Schutzumfang der vorliegenden Anmeldung fallen, umfasst.

Claims

Reduktionsmittelliefersystem für ein Abgasbehandlungssystem eines Verbrennungsmotors, umfassend: einen Turbolader, der mit dem Verbrennungsmotor fluidmäßig gekoppelt und derart konfiguriert ist, dass er Abgas von dem Verbrennungsmotor aufnimmt; ein abgasgetriebenes Turbinenrad, das zur Rotation in einem Turbinengehäuse des Turboladers angeordnet ist; eine Reduktionsmittelinjektionsvorrichtung in Fluidkommunikation mit dem Turbinengehäuse des Turboladers; und ein Leitungssystem, das die Reduktionsmittelinjektionsvorrichtung fluidmäßig mit Reduktionsmittel in einem Reduktionsmittelspeichertank zur Lieferung des Reduktionsmittels an die Reduktionsmittelinjektionsvorrichtung und an das Turbinengehäuse des Turboladers und das darin angeordnete abgasgetriebene Turbinenrad liefert.
Reduktionsmittelliefersystem für ein Abgasbehandlungssystem eines Verbrennungsmotors nach Anspruch 1, wobei das Reduktionsmittel Ammoniak oder Harnstoff oder eine Kombination daraus umfasst.
Reduktionsmittelliefersystem für ein Abgasbehandlungssystem eines Verbrennungsmotors nach Anspruch 1, wobei die Reduktionsmittelinjektionsvorrichtung einen Flüssig- oder Gas-Injektor umfasst.
Reduktionsmittelliefersystem für ein Abgasbehandlungssystem eines Verbrennungsmotors nach Anspruch 3, wobei der Flüssigkeits- oder Gas-Injektor an dem Turbinengehäuse des Turboladers montiert ist und in Fluidkommunikation mit dem abgasgetriebenen Turbinenrad steht.
Abgasbehandlungssystem für einen Verbrennungsmotor, umfassend: einen Abgaskrümmer, der an dem Verbrennungsmotor montiert und derart konfiguriert ist, dass er Abgas von dem Verbrennungsmotor sammelt; einen Turbolader, der mit dem Abgaskrümmer fluidmäßig gekoppelt und derart konfiguriert ist, dass er das Abgas davon aufnimmt; ein abgasgetriebenes Turbinenrad, das zur Rotation in einem Turbinengehäuse des Turboladers angeordnet ist; eine Abgasbehandlungsvorrichtung, die stromabwärts des Turboladers und in Fluidkommunikation mit diesem angeordnet und derart konfiguriert ist, dass sie das Abgas von dem Turbolader aufnimmt und Bestandteile des Abgases oxidiert oder reduziert oder eine Kombination daraus ausführt; und ein Reduktionsmittelinjektionssystem in Fluidkommunikation mit dem Abgasbehandlungssystem, das derart konfiguriert ist, dass es ein Reduktionsmittel in das Abgas an einer Stelle in dem Abgasbehandlungssystem stromaufwärts des Turbinenrads injiziert, wobei das Turbinenrad derart konfiguriert ist, dass es das Reduktionsmittel mit dem Abgas zur Lieferung an die Abgasbehandlungsvorrichtung mischt.
Abgasbehandlungssystem für einen Verbrennungsmotor nach Anspruch 5, wobei das Reduktionsmittelinjektionssystem einen Reduktionsmittelinjektor aufweist, der an dem Turbinengehäuse des Turboladers zur Injektion des Reduktionsmittels in den Turbolader benachbart dem Turbinenrad befestigt ist.
Abgasbehandlungssystem für einen Verbrennungsmotor nach Anspruch 5, wobei das Reduktionsmittelinjektionssystem einen Reduktionsmittelinjektor aufweist, der an dem Abgaskrümmer zur Injektion des Reduktionsmittels in den Abgaskrümmer benachbart des Turboladers montiert ist.
Verfahren für die Reduktion von Abgasbestandteilen eines Verbrennungsmotors, umfassend, dass Abgas in einem Abgaskrümmer gesammelt wird; das Abgas an einen Turbolader in Fluidkommunikation mit dem Abgaskrümmer geliefert wird, und ein abgasgetriebenes Turbinenrad zur Rotation in einem Turbinengehäuse des Turboladers angeordnet wird; eine Abgasbehandlungsvorrichtung gewählt wird; die Abgasbehandlungsvorrichtung stromabwärts des Turbinengehäuses des Turboladers und in Fluidkommunikation damit angeordnet wird; und eine Reduktionsmittelliefervorrichtung in Fluidkommunikation mit dem Turbinengehäuse des Turboladers und des darin angeordneten Turbinenrades angeordnet wird.
Verfahren nach Anspruch 8, ferner umfassend, dass die Reduktionsmittelliefervorrichtung aktiviert wird, um ein Reduktionsmittel an das Turbinenrad des Turboladers zum Mischen mit dem Abgas zu liefern.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Aktivieren der Reduktionsmittelliefervorrichtung den Betrieb eines Fluidinjektors umfasst.