DE102011105049A1 - Internal combustion engine has injector for introducing aid such as liquid or gaseous reducing agents and/or oxidation agents to upstream of high pressure turbine - Google Patents

Internal combustion engine has injector for introducing aid such as liquid or gaseous reducing agents and/or oxidation agents to upstream of high pressure turbine Download PDF

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Abstract

The engine (1) has an injector (5) for introducing aid such as a liquid or gaseous reducing agents and/or oxidation agents to upstream of the high pressure turbine (2). The high pressure turbine is provided with exhaust pipe (4) that is connected to a catalytic converter (18). A low pressure turbine (3) is positioned between the high pressure turbine and the catalytic converter. The aid is the mixture from hydrocarbon, carbon monoxide and hydrogen, urea water solution and ammonia gas. An independent claim is included for method for operating internal combustion engine.

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1.The invention relates to an internal combustion engine having the features of the preamble of claim 1.

Moderne Brennkraftmaschinen sind üblicherweise mit einem oder mehreren Abgasturboladern zur Leistungssteigerung ausgestattet. Verschärfte Emissionsvorschriften in einigen Ländern machen Abgasnachbehandlungs-(AGN)Einrichtungen zur Einhaltung von Grenzwerten notwendig. Solche AGN-Einrichtungen sind üblicherweise einer, oder eine Kombination von Abgaskatalysatoren und/oder Filtern, die in einer Abgasleitung der Brennkraftmaschine angeordnet sind. Im weiteren Verlauf dieser Beschreibung wird nur noch von Abgaskatalysatoren geschrieben, wobei auch Filter gemeint sein können. Für eine optimale Funktion und zu einer Regenerierung der Abgaskatalysatoren kann es notwendig sein, dass ein flüssiges oder gasförmiges Reduktions- oder Oxidationsmittel stromaufwärts der Abgaskatalysatoren in die Abgasleitung eingebracht wird. Im weiteren Verlauf dieser Beschreibung wird das Reduktions- oder Oxidationsmittel als Hilfsmittel bezeichnet. Die dafür in Frage kommenden Abgaskatalysatoren und Hilfsmittel sind aus dem Stand der Technik bekannt. Ebenso ist aus DE 103 21 105 A1 bekannt, ein Hilfsmittel in die Abgasleitung stromaufwärts einer Turbine eines Abgasturboladers und eines Abgaskatalysators einzubringen. Dabei dient der Abgasturbolader als Mischer des Hilfsmittels. In solch einem Aufbau ist die Mischung des Hilfsmittels nicht optimal.Modern internal combustion engines are usually equipped with one or more exhaust gas turbochargers to increase performance. Tighter emission regulations in some countries require exhaust after-treatment (AGN) facilities to comply with regulatory limits. Such AGN devices are usually one, or a combination of catalytic converters and / or filters, which are arranged in an exhaust pipe of the internal combustion engine. In the further course of this description is written only by catalytic converters, which also filters may be meant. For optimum function and regeneration of the catalytic converters, it may be necessary for a liquid or gaseous reducing or oxidizing agent to be introduced into the exhaust gas line upstream of the catalytic converters. In the further course of this description, the reducing or oxidizing agent is referred to as auxiliaries. The exhaust gas catalysts and auxiliaries in question are known from the prior art. Likewise is off DE 103 21 105 A1 known to introduce an aid in the exhaust pipe upstream of a turbine of an exhaust gas turbocharger and an exhaust gas catalyst. The exhaust gas turbocharger serves as a mixer of the auxiliary. In such a construction, the mixture of the aid is not optimal.

Aus DE 10 2008 017 280 A1 geht eine Brennkraftmaschine mit einer zweistufigen Abgasturboladergruppe hervor, bei der in einer Abgasleitung stromabwärts der Brennkraftmaschine eine Hochdruck-(HD)Turbine, und stromabwärts von dieser eine Niederdruck-(ND)Turbine angeordnet ist. Zwischen den beiden Turbinen ist ein Abgaskatalysator angeordnet, zu dessen Regenerierung ihm stromaufwärts ein Hilfsmittel eingespritzt werden kann. Durch das Einspritzen des Hilfsmittels stromabwärts der HD-Turbine und direkt vor dem Abgaskatalysator ist auch hier die Mischung des Hilfsmittels nicht optimal.Out DE 10 2008 017 280 A1 shows an internal combustion engine with a two-stage exhaust gas turbocharger group, in which in an exhaust pipe downstream of the internal combustion engine, a high-pressure (HP) turbine, and downstream of this a low-pressure (ND) turbine is arranged. Between the two turbines, an exhaust gas catalytic converter is arranged, for the regeneration of which an auxiliary agent can be injected upstream of it. By injecting the aid downstream of the HP turbine and directly in front of the exhaust gas catalyst, the mixture of the auxiliary agent is not optimal here as well.

Bei beiden o. g. Schriften ergibt sich der Nachteil, dass das eingespritzte Hilfsmittel die stromabwärts angeordneten Abgaskatalysatoren im Querschnitt stark inhomogen beaufschlagt. Daraus ergibt sich, dass der zur Verfügung stehende Querschnitt der Abgaskatalysatoren nicht optimal für die gewünschten Reaktionen zum Einsatz kommt. Folglich muss zur Erzielung eines bestimmten chemischen Umsatzes der Abgaskatalysator überdimensioniert werden. Dies beansprucht unnötigen Bauraum und verursacht erhebliche Kosten.In both o. G. Fonts result in the disadvantage that the injected auxiliary applied to the downstream catalytic converters in cross-section strongly inhomogeneous. It follows that the available cross section of the catalytic converters is not optimally used for the desired reactions. Consequently, to achieve a certain chemical conversion of the catalytic converter must be oversized. This takes up unnecessary space and causes considerable costs.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, die Mischung und Verdampfung des Hilfsmittels vor dem Eintritt in den oder die Abgaskatalysatoren zu verbessern und eine gleichmäßige Verteilung über den gesamten Querschnitt der Abgasleitung und Abgaskatalysatoren zu gewährleisten.The object of the invention is to improve the mixing and evaporation of the auxiliary agent before it enters the catalytic converter (s) and to ensure a uniform distribution over the entire cross section of the exhaust gas line and catalytic converters.

Die Lösung erfolgt mit einer Brennkraftmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen dargestellt.The solution is carried out with an internal combustion engine with the features of claim 1. Advantageous embodiments of the invention are illustrated in the subclaims.

Gemäß der Erfindung ist eine Brennkraftmaschine mit einer ersten Turbine vorgesehen, die in einer Abgasleitung angeordnet ist, an die stromabwärts ein Abgaskatalysator angeschlossen ist, zusätzlich mit einer stromaufwärts der ersten Turbine angeordneten ersten Einrichtung zum Einbringen eines Hilfsmittels. Dabei ist an der Brennkraftmaschine zwischen der ersten Turbine und dem Abgaskatalysator zumindest eine zweite Turbine angeordnet, wobei dann die erste Turbine eine Hochdruck-(HD)Turbine und die zweite Turbine eine Niederdruck-(ND)Turbine darstellt und stromaufwärts der HD-Turbine die erste Einrichtung zum Einbringen des Hilfsmittels angebracht ist. Beim Einbringen eines flüssigen Hilfsmittels in die Abgasleitung oder vor Turbine, finden im Wesentlichen die Prozesse Wandfilmbildung, Reflexion, mechanische Zerstäubung und Verdampfung statt. Die Wandfilmbildung wird verursacht durch das Anhaften des flüssigen Hilfsmittels an einer Gehäusewand der Abgasleitung oder Turbine. Besonders verstärkt wird die Wandfilmbildung im spiralförmigen Turbinengehäuse an der radial zur Spiralform nach außen gerichteten Wand des Strömungskanals, Zentrifugalkräfte auf das einströmende Abgas samt eingebrachtem Hilfsmittel, hervorgerufen durch das spiralförmige Turbinengehäuse, verursachen eine starke Wandfilmbildung entlang der Spiralform. Der Prozess der Reflexion entsteht durch das Abprallen von Tropfen des Hilfsmittels an einer Gehäusewand zurück in Richtung Abgasstrom. Die mechanische Zerstäubung ist das Zerteilen des flüssigen Hilfsmittels in feinste Tröpfchen beim Einbringen in den Abgasstrom. Die Verdampfung der reflektierten und mechanisch zerstäubten Tropfen findet im heißen Abgasstrom relativ schnell statt. Beim flüssigen Hilfsmittel, welches den Wandfilm bildet setzt eine sogenannte Wandfilmverdampfung ein, die aber im Vergleich zu der vorgenannten Verdampfung der Tropfen länger dauert. Die Folge ist bei niedriger Last der Brennkraftmaschine mit daraus resultierenden niedrigen Abgastemperaturen, dass der Weg bzw. die Zeit für die Verdampfung des Hilfsmittels bis zum Verlassen der HD-Turbine gerade ausreicht, aber eine Gleichverteilung über den Querschnitt der Abgasleitung nicht gegeben ist. Vorteilhafterweise ermöglicht die erfindungsgemäße Brennkraftmaschine in der HD-Turbine die o. g. Verdampfung des eingespritzten Hilfsmittels. Die ND-Turbine übernimmt die Funktion eines Gasmischers des vorher verdampften Hilfsmittels. Das Resultat ist auf einer kurzen Strecke eine optimale Gleichverteilung des Hilfsmittels über den gesamten Querschnitt der Abgasleitung. Daraus folgt eine gleichmäßige Anströmung des stromabwärts angeordneten Abgaskatalysators mit einem optimalen chemischen Umsatz bei kleinstmöglichem Bauraum und kürzester Mischstrecke für das Hilfsmittel. Ähnlich sind die Verhältnisse beim Eindüsen eines gasförmigen Hilfsmittels. Durch den gasförmigen Zustand muss zwar keine Verdampfung mehr stattfinden, die Gleichverteilung ist aber trotzdem nicht gegeben. Durch die Zentrifugalkräfte im spiralförmigen Turbinengehäuse ist auch hier die Konzentration des Gases an der nach außen gerichteten Wand des Strömungskanals wesentlich höher als im restlichen Querschnitt.According to the invention, an internal combustion engine having a first turbine is provided, which is arranged in an exhaust pipe to which a catalytic converter is connected downstream, in addition to a first means arranged upstream of the first turbine for introducing an auxiliary means. In this case, at least one second turbine is arranged on the internal combustion engine between the first turbine and the catalytic converter, in which case the first turbine is a high-pressure (HP) turbine and the second turbine is a low-pressure (LP) turbine and the first upstream of the HP turbine Device for introducing the aid is attached. When introducing a liquid auxiliary into the exhaust pipe or before turbine, essentially the processes of wall film formation, reflection, mechanical atomization and evaporation take place. The wall film formation is caused by the adhesion of the liquid auxiliary to a housing wall of the exhaust pipe or turbine. The wall film formation in the spiral turbine housing is particularly intensified on the wall of the flow channel which is directed radially outward in the spiral shape. Centrifugal forces on the incoming exhaust gas together with the auxiliary aid caused by the spiral turbine housing cause strong wall film formation along the spiral shape. The process of reflection is caused by the bouncing of drops of the aid on a housing wall back towards the exhaust stream. The mechanical atomization is the division of the liquid aid into the finest droplets when introduced into the exhaust gas flow. The evaporation of the reflected and mechanically atomized drops takes place relatively quickly in the hot exhaust gas stream. In the case of the liquid auxiliary which forms the wall film, a so-called wall-film evaporation sets in, which, however, lasts longer in comparison with the abovementioned evaporation of the drops. The result is at low load of the internal combustion engine with resulting low exhaust gas temperatures that the way or the time for the evaporation of the aid to leave the HP turbine just enough, but a uniform distribution over the cross section of the exhaust pipe is not given. Advantageously, the internal combustion engine according to the invention in the HP turbine enables the above-mentioned evaporation of the injected auxiliary. The ND turbine takes over the Function of a gas mixer of the previously evaporated auxiliary. The result is an optimal uniform distribution of the auxiliary over the entire cross section of the exhaust pipe over a short distance. This results in a uniform flow of the downstream arranged catalytic converter with an optimal chemical conversion in the smallest possible space and shortest mixing distance for the tool. The conditions when injecting a gaseous auxiliary are similar. Although the gaseous state does not require any evaporation, the uniform distribution is nevertheless not given. Due to the centrifugal forces in the spiral turbine housing, the concentration of the gas at the outwardly directed wall of the flow channel is also substantially higher than in the remaining cross section.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die ND-Turbine Teil eines Abgasturboladers.According to a preferred embodiment of the invention, the LP turbine is part of an exhaust gas turbocharger.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die ND-Turbine Teil einer Nutzturbine. Selbstverständlich werden die o. g. Vorteile nicht nur durch Turbinen von Abgasturboladern erzielt, auch sogenannte Nutzturbinen, beispielsweise zur Stromerzeugung, sind zur Lösung der Aufgabe geeignet.According to a further preferred embodiment of the invention, the LP turbine is part of a power turbine. Of course, the o. G. Benefits not only achieved by turbines of turbochargers, so-called utility turbines, for example, for power generation, are suitable for solving the problem.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist zwischen der HD- und ND-Turbine eine zweite Einrichtung zum Einbringen des Hilfsmittels angeordnet. Der Vorteil dabei ist, dass abhängig vom Lastbereich und Betriebszustand der Brennkraftmaschine zusätzlich Hilfsmittel eingebracht werden kann, wenn Strömungs- und Temperaturverhältnisse eine ausreichende Vermischung in einer Turbine allein sicher stellen. Ein weiterer Vorteil ist, dass die einzubringende Menge des Hilfsmittels auf zwei Einrichtungen verteilt wird, was einen größeren Regelbereich und eine höhere Genauigkeit bei kleinen Dosiermengen ermöglicht.According to a further preferred embodiment of the invention, a second device for introducing the auxiliary means is arranged between the HP and LP turbine. The advantage here is that depending on the load range and operating condition of the internal combustion engine additional aids can be introduced if flow and temperature conditions ensure sufficient mixing in a turbine alone. A further advantage is that the amount of aid to be introduced is distributed over two devices, which allows a larger control range and a higher accuracy with small dosing quantities.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist stromabwärts zumindest einer der Einrichtungen zum Einbringen des Hilfsmittels und stromaufwärts zumindest einer Turbine eine zusätzliche Abgasnachbehandlungs-(AGN)Komponente mit oxidativer Wirkung angeordnet. Der Vorteil dabei ist, dass mit der zusätzlichen AGN-Komponente mit oxidativer Wirkung, beispielsweise eines Oxidationskatalysators, die Zersetzung und/oder Oxidation des Hilfsmittels, für den stromabwärts der ND-Turbine angeordneten Abgaskatalysator, noch zusätzlich direkt nach dem Einbringen unterstützt wird, und somit die Mischung in den Turbinen noch schneller vonstatten geht. Bei Verwendung von Kohlenwasserstoffen als Hilfsmittel unterstützt die sich durch die Oxidation erhöhende Abgasenthalpie die Abgasturbolader beim Hochlaufen der Drehzahl. Damit ist in Beschleunigungsphasen der Brennkraftmaschine ein kurzeitiges Verstärken der Leistung der Brennkraftmaschine möglich.According to a further preferred embodiment of the invention, downstream of at least one of the devices for introducing the auxiliary and upstream of at least one turbine, an additional exhaust gas aftertreatment (AGN) component with oxidative action is arranged. The advantage here is that with the additional AGN component with oxidative effect, for example an oxidation catalyst, the decomposition and / or oxidation of the auxiliary, for the downstream of the ND turbine arranged exhaust gas catalyst is additionally supported directly after the introduction, and thus the mixture in the turbines is even faster. When hydrocarbons are used as an auxiliary agent, the exhaust gas enthalpy, which increases by the oxidation, supports the exhaust gas turbochargers when the engine starts up. Thus, in acceleration phases of the internal combustion engine, a short-term boosting of the power of the internal combustion engine is possible.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist stromabwärts der HD-Turbine, aber vor dem Abgaskatalysator, eine dritte Einrichtung zum Einbringen von Luft oder destilliertem Wasser angeordnet. Der Vorteil dabei ist, dass damit zusätzlich Luft zur Oxidation des Hilfsmittels eingebracht werden kann. Die damit verbundene Erhöhung der Abgasenthalpie unterstützt die Abgasturbolader in Beschleunigungsphasen der Brennkraftmaschine. Andererseits ist durch das Einbringen von Luft oder destilliertem Wasser in gewissen Lastbereichen der Brennkraftmaschine eine gezielte Kühlung des Abgases sowie der stromabwärts folgenden Bauteile möglich.According to a further preferred embodiment of the invention, a third device for introducing air or distilled water is arranged downstream of the HP turbine, but before the catalytic converter. The advantage here is that in addition air can be introduced for the oxidation of the auxiliary. The associated increase in exhaust enthalpy supports the exhaust gas turbocharger in acceleration phases of the internal combustion engine. On the other hand, the introduction of air or distilled water in certain load ranges of the internal combustion engine targeted cooling of the exhaust gas and the downstream components is possible.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist zumindest um eine der Turbinen eine Umgehungsleitung mit einer regelbaren Absperrvorrichtung angeordnet. Mit einer oder mehreren Umgehungsleitungen samt evtl. darin angeordneten regelbaren Absperrventilen ist eine gezielte Abgasführung in der Abgasleitung möglich. Damit ist abhängig vom Lastbereich und Betriebszustand der Brennkraftmaschine eine gezielte Temperaturbeeinflussung eines oder mehrerer Abgaskatalysatoren möglich. Beispielweise ist durch eine zeitweise Umgehung des Abgases einer Turbine eine schnellere Aufheizung eines nachfolgenden Abgaskatalysators möglich, der somit schneller seine Betriebstemperatur erreicht. Im Hinblick auf eine Verbesserung der Mischung und Gleichverteilung des Hilfsmittels unterstützt die Umgehung der Turbine auch dieses Ziel. Der Grund liegt in der Abnahme des Turbinenwirkungsgrades, wenn nicht mehr das gesamte Abgas in die Turbine fließt. Der verringerte Turbinenwirkungsgrad bewirkt einen höheren Drall am Turbinenaustritt, dieser unterstützt wiederum die Mischung und Gleichverteilung des Hilfsmittels. Dieser Effekt ist nur im mittleren und oberen Lastbereich nutzbar, im unteren Lastbereich ist der Drall dafür nicht ausreichend.According to a further preferred embodiment of the invention, a bypass line with a controllable shut-off device is arranged at least one of the turbines. With one or more bypass lines including any arranged therein controllable shut-off valves a targeted exhaust system in the exhaust pipe is possible. Thus, depending on the load range and operating state of the internal combustion engine, a targeted temperature influencing of one or more catalytic converters is possible. For example, by a temporary bypass of the exhaust gas of a turbine faster heating of a subsequent catalytic converter is possible, which thus reaches its operating temperature faster. In order to improve the mixture and uniform distribution of the aid, the bypass of the turbine also supports this goal. The reason lies in the decrease of the turbine efficiency, when not all the exhaust gas flows into the turbine. The reduced turbine efficiency causes a higher swirl at the turbine outlet, this in turn supports the mixing and equal distribution of the auxiliary. This effect is usable only in the middle and upper load range, in the lower load range the twist is not sufficient for it.

Gemäß einer werteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Einrichtung zum Einbringen von Hilfsmittel, Luft oder destilliertem Wasser ein Injektor. Der Vorteil dabei ist, dass damit eine genaue Dosierung des Hilfsmittels, der Luft oder des destillierten Wassers und gezieltes Einbringen in die Strömung des Abgases möglich ist. Zusätzlich gestattet ein Injektor ein getaktetes Einspritzen zur noch besseren Zersetzung des Hilfsmittels.According to another preferred embodiment of the invention, the device for introducing auxiliaries, air or distilled water is an injector. The advantage of this is that it allows an accurate metering of the auxiliary agent, the air or the distilled water and targeted introduction into the flow of the exhaust gas. In addition, an injector allows pulsed injection for even better decomposition of the tool.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist das Hilfsmittel ein flüssiges oder gasförmiges Oxidationsmittel, oder ein flüssiges oder gasförmiges Reduktionsmittel. According to a further preferred embodiment of the invention, the auxiliary is a liquid or gaseous oxidizing agent, or a liquid or gaseous reducing agent.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist das Hilfsmittel eine Mischung aus Kohlenwasserstoffen.According to a further preferred embodiment of the invention, the auxiliary is a mixture of hydrocarbons.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist das Hilfsmittel eine Mischung aus Kohlenmonoxid und Wasserstoff.According to a further preferred embodiment of the invention, the auxiliary is a mixture of carbon monoxide and hydrogen.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist das Hilfsmittel eine Harnstoffwasserlösung.According to a further preferred embodiment of the invention, the aid is a urea water solution.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist das Hilfsmittel Ammoniakgas. Der Vorteil bei den gasförmigen Hilfsmitteln ist, dass diese nicht mehr verdampft werden müssen und daher die Gleichverteilung durch die zweistufige Abgasturboladergruppe optimal hergestellt werden kann.According to a further preferred embodiment of the invention, the aid is ammonia gas. The advantage of the gaseous auxiliaries is that they no longer have to be evaporated and therefore the uniform distribution can be optimally produced by the two-stage exhaust gas turbocharger group.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine vorgeschlagen, bei dem das Hilfsmittel im mittleren und oberen Lastbereich der Brennkraftmaschine über die erste und zweite Einrichtung eingebracht wird. Im mittleren und oberen Lastbereich der Brennkraftmaschine kann der Mehrbedarf an Hilfsmittel gegenüber dem niedrigen Lastbereich zusätzlich über diese zweite Einrichtung eingebracht und dabei auch noch genauer im Einspritzstrahl dosiert werden. Der Vorteil dabei ist, dass im mittleren und oberen Lastbereich der Brennkraftmaschine die Temperatur, die Strömungsgeschwindigkeit und Druckpulsationen des Abgases in der Abgasleitung sehr hoch sind. In diesen Lastbereichen genügt eine Turbine allein zu einer gleichzeitigen Verdampfung und Gleichverteilung des Hilfsmittels, um einen stromabwärts der ND-Turbine angeordneten Abgaskatalysator gleichmäßig zu beaufschlagen.According to a further aspect of the invention, a method for operating an internal combustion engine is proposed, in which the auxiliary is introduced in the middle and upper load range of the internal combustion engine via the first and second device. In the middle and upper load range of the internal combustion engine, the additional requirement for auxiliary equipment compared to the low load range can additionally be introduced via this second device and thereby also be dosed more accurately in the injection jet. The advantage here is that in the middle and upper load range of the internal combustion engine, the temperature, the flow velocity and pressure pulsations of the exhaust gas in the exhaust pipe are very high. In these load ranges, a turbine alone suffices for simultaneous vaporization and uniform distribution of the auxiliary to uniformly apply a catalytic converter arranged downstream of the LP turbine.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine vorgeschlagen, bei dem das Hilfsmittel im niedrigen Lastbereich ausschließlich über die erste Einrichtung eingebracht wird. Im niedrigen Lastbereich ergibt sich der Vorteil, dass trotz niederer Temperatur, Strömungsgeschwindigkeit und Druckpulsationen des Abgases die Verdampfung und Mischung des Hilfsmittels durch die Ausgestaltung der Erfindung optimal ist. Selbstverständlich ist auch das Einbringen des Hilfsmittels im gesamten Lastdiagramm über die erste Einrichtung möglich.According to a further aspect of the invention, a method for operating an internal combustion engine is proposed, in which the auxiliary in the low load range is introduced exclusively via the first device. In the low load range, there is the advantage that despite the low temperature, flow velocity and pressure pulsations of the exhaust gas, the evaporation and mixing of the auxiliary agent is optimal due to the embodiment of the invention. Of course, the introduction of the aid in the entire load diagram on the first device is possible.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben.Embodiments of the invention are illustrated in the drawings and will be described in more detail below.

Es zeigen:Show it:

1 eine schematische Darstellung einer Brennkraftmaschine mit einer Hochdruck- und Niederdruck-Turbine, sowie einer Einrichtung zum Einbringen eines Hilfsmittels in ein Abgas zur optimalen Funktion eines Abgaskatalysators gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung 1 a schematic representation of an internal combustion engine with a high-pressure and low-pressure turbine, and a device for introducing an auxiliary agent in an exhaust gas for optimal operation of a catalytic converter according to a first embodiment of the invention

2 eine schematische Darstellung einer Brennkraftmaschine mit einer Hochdruck- und Niederdruck-Turbine, sowie einer Einrichtung zum Einbringen eines Hilfsmittels in ein Abgas zur optimalen Funktion eines Abgaskatalysators gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung 2 a schematic representation of an internal combustion engine with a high-pressure and low-pressure turbine, and a device for introducing an auxiliary agent in an exhaust gas for optimal operation of a catalytic converter according to a further embodiment of the invention

3 eine schematische Darstellung einer Brennkraftmaschine mit einer Hochdruck- und Niederdruck-Turbine, sowie zwei Einrichtungen zum Einbringen eines Hilfsmittels in ein Abgas zur optimalen Funktion eines Abgaskatalysators gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung 3 a schematic representation of an internal combustion engine with a high-pressure and low-pressure turbine, and two means for introducing an auxiliary agent in an exhaust gas for optimal operation of a catalytic converter according to another embodiment of the invention

4 eine qualitative Darstellung eines Lastdiagramms einer Brennkraftmaschine 4 a qualitative representation of a load diagram of an internal combustion engine

1 zeigt eine schematische Darstellung einer Brennkraftmaschine 1 mit einer Hochdruck-(HD) 2 und Niederdruck-(ND)Turbine 3 in einer Abgasleitung 4. In der Abgasleitung 4 strömt das Abgas in Strömungsrichtung 17. Stromaufwärts der HD-Turbine 2 ist eine erste Einrichtung 5 zum Einbringen eines Hilfsmittels angeordnet. Das Hilfsmittel dient zur optimalen Funktion eines stromabwärts der ND-Turbine 3 angeordneten Abgaskatalysators 18. Die Einrichtung 5 wird in der weiteren Beschreibung als Injektor 6 bezeichnet. Neben dem Beitrag zur Aufladung der Brennkraftmaschine dient die HD-Turbine 2 hier zusätzlich zur Zersetzung, sowie Verdampfung und Mischung des Hilfsmittels. Die HD-Turbine 2 kann mit einer unterstützenden Beschichtung (z. B. TiO2) der Turbinenschaufeln und/oder des Turbinengehäuses (beide nicht dargestellt) ausgestattet sein, welche die Zersetzung zusätzlich fördert. In Strömungsrichtung 17 des Abgases dient die ND-Turbine 3 als weiterer Mischer zur Gleichverteilung des Hilfsmittels über den Querschnitt der Abgasleitung 4, vor einem Eintritt in den Abgaskatalysator 18. 1 shows a schematic representation of an internal combustion engine 1 with a high-pressure (HD) 2 and low pressure (ND) turbine 3 in an exhaust pipe 4 , In the exhaust pipe 4 the exhaust gas flows in the direction of flow 17 , Upstream of the HD turbine 2 is a first institution 5 arranged for introducing an aid. The aid serves the optimal function of a downstream of the LP turbine 3 arranged catalytic converter 18 , The device 5 will be described in the description as an injector 6 designated. In addition to the contribution to the charging of the internal combustion engine is the HD turbine 2 here in addition to decomposition, as well as evaporation and mixing of the aid. The HD turbine 2 may be provided with a supporting coating (eg, TiO 2 ) of the turbine blades and / or the turbine housing (both not shown), which further promotes decomposition. In the flow direction 17 the exhaust gas is used by the LP turbine 3 as a further mixer for uniform distribution of the aid over the cross section of the exhaust pipe 4 , before entering the catalytic converter 18 ,

2 zeigt wie 1 eine schematische Darstellung der Brennkraftmaschine 1 mit der Hochdruck-(HD) 2 und Niederdruck-(ND)Turbine 3 in der Abgasleitung 4. Wie in 1 ist auch hier die erste Einrichtung 5, bzw. der Injektor 6 zum Einbringen des Hilfsmittels stromaufwärts der HD-Turbine 2 angeordnet. Das Hilfsmittel dient hier ebenso zur optimalen Funktion des stromabwärts der ND-Turbine 3 angeordneten Abgaskatalysators 18. Stromabwärts des Injektors 6 ist hier eine zusätzliche AGN-Komponente 9 mit oxidativer Wirkung, beispielsweise ein Oxidationskatalysator, angeordnet, der zusammen mit den hohen Temperaturen, Strömungsgeschwindigkeiten und Druckpulsationen des Abgases eine teilweise Zersetzung und/oder Oxidation des Hilfsmittels einleitet. Die HD-Turbine 2 dient auch hier der weiteren Zersetzung, sowie Verdampfung und Mischung des Hilfsmittels. Die ND-Turbine 3 dient auch hier als weiterer Mischer zur Gleichverteilung des Hilfsmittels über den Querschnitt der Abgasleitung 4, vor dem Eintritt in den Abgaskatalysator 18. Optionale Umgehungsleitungen 13 und 14 mit ihren regelbaren Absperreinrichtungen 15 und 16, ermöglichen eine gezielte Abgasführung um die HD- 2 und ND-Turbine 3, mit dem Ziel einer gezielten Temperaturbeeinflussung der zusätzlichen AGN-Komponente 9 mit oxidativer Wirkung und/oder des Abgaskatalysators 18. 2 shows how 1 a schematic representation of the internal combustion engine 1 with the high pressure (HD) 2 and low pressure (ND) turbine 3 in the exhaust pipe 4 , As in 1 is also the first facility here 5 , or the injector 6 for introducing the aid upstream of the HP turbine 2 arranged. The aid also serves as an optimal function of the downstream of the LP turbine 3 arranged catalytic converter 18 , Downstream of the injector 6 Here is an additional AGN component 9 with oxidative action, for example an oxidation catalyst arranged, which, together with the high temperatures, flow rates and pressure pulsations of the exhaust gas initiates partial decomposition and / or oxidation of the auxiliary. The HD turbine 2 Here, too, serves the further decomposition, as well as evaporation and mixing of the aid. The LP turbine 3 serves here as another mixer for uniform distribution of the aid over the cross section of the exhaust pipe 4 , before entering the catalytic converter 18 , Optional bypass lines 13 and 14 with their adjustable shut-off devices 15 and 16 , allow targeted exhaust routing around the HD 2 and LP turbine 3 , with the aim of a targeted temperature control of the additional AGN component 9 with oxidative effect and / or the catalytic converter 18 ,

3 zeigt eine schematische Darstellung der Brennkraftmaschine 1 wie in 2 beschrieben. Zusätzlich zu der Anordnung wie in 2 ist zwischen der HD- 2 und ND-Turbine 3 eine zweite Einrichtung 7 zum Einbringen des Hilfsmittels angeordnet. Diese zweite Einrichtung 7 wird in der weiteren Beschreibung als Injektor 8 bezeichnet. Stromabwärts dieses Injektors 8 ist optional eine zusätzliche AGN-Komponente 10 mit oxidativer Wirkung, beispielsweise ein Oxidationskatalysator, angeordnet. Im mittleren 21 und oberen 22 Lastbereich der Brennkraftmaschine 1 wird durch diesen Injektor 8 zusätzlich Hilfsmittel eingespritzt, welches in der zusätzlichen AGN-Komponente 10 mit oxidativer Wirkung unterstützt durch die hohen Temperaturen, Strömungsgeschwindigkeiten und Druckpulsationen des Abgases zersetzt und/oder oxidiert wird. Zur Gleichverteilung des zusätzlichen Hilfsmittels in der Abgasleitung 4 vor Eintritt in den Abgaskatalysator 18 reicht im mittleren 21 und oberen 22 Lastbereich der Brennkraftmaschine 1 dann nur die ND-Turbine 3 aus. Eine dritte Einrichtung 11, bzw. Injektor 12, ermöglicht optional zusätzlich Luft oder destilliertes Wasser in das Abgas einzubringen. Die zusätzliche Luft dient einerseits zur Reduktion bzw. Oxidation des Hilfsmittels. Die mit einer Oxidation verbundene Erhöhung der Abgasenthalpie unterstützt die ND-Turbine 3 in Beschleunigungsphasen der Brennkraftmaschine 1. Andererseits ist durch das Einbringen von zusätzlicher Luft oder destilliertem Wasser in bestimmten Lastbereichen der Brennkraftmaschine 1 eine gezielte Kühlung des Abgases sowie der stromabwärts folgenden Bauteile möglich. 3 shows a schematic representation of the internal combustion engine 1 as in 2 described. In addition to the arrangement as in 2 is between the HD 2 and LP turbine 3 a second device 7 arranged for introducing the auxiliary. This second device 7 will be described in the description as an injector 8th designated. Downstream of this injector 8th is optionally an additional AGN component 10 with oxidative action, for example an oxidation catalyst arranged. In the middle 21 and upper 22 Load range of the internal combustion engine 1 gets through this injector 8th additionally injected aid, which in the additional AGN component 10 supported by the high temperatures, flow rates and pressure pulsations of the exhaust gas is oxidized and / or oxidized with oxidative action. For equal distribution of the additional aid in the exhaust pipe 4 before entering the catalytic converter 18 is enough in the middle 21 and upper 22 Load range of the internal combustion engine 1 then only the LP turbine 3 out. A third device 11 , or injector 12 , allows optional additional air or distilled water to introduce into the exhaust. The additional air serves on the one hand to reduce or oxidize the auxiliary. The increase in exhaust enthalpy associated with oxidation supports the LP turbine 3 in acceleration phases of the internal combustion engine 1 , On the other hand, by introducing additional air or distilled water in certain load ranges of the internal combustion engine 1 a targeted cooling of the exhaust gas and the downstream components possible.

4 zeigt eine qualitative Darstellung eines Lastdiagramms einer Brennkraftmaschine. Auf der Abszisse ist die Drehzahl der Brennkraftmaschine aufgetragen, auf der Ordinate das Drehmoment. Eine Lastkurve 19 ist mit einem typischen Verlauf und einer Unterteilung in drei Lastbereiche 20, 21, 22 dargestellt. Die Lastbereiche sind ein unterer Lastbereich 20 bis zu einer Drehzahl von ca. 1000 1/min, ein mittlerer Lastberich 21 und ein oberer Lastbereich 22. 4 shows a qualitative representation of a load diagram of an internal combustion engine. On the abscissa the speed of the internal combustion engine is plotted, on the ordinate the torque. A load curve 19 is with a typical gradient and a division into three load ranges 20 . 21 . 22 shown. The load ranges are a lower load range 20 up to a speed of about 1000 rpm, a medium load range 21 and an upper load range 22 ,

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
BrennkraftmaschineInternal combustion engine
22
HochdruckturbineHigh-pressure turbine
33
NiederdruckturbineLow-pressure turbine
44
Abgasleitungexhaust pipe
55
erste Einrichtung, zum Einbringen von Hilfsmittelfirst device for introducing aids
66
Injektorinjector
77
zweite Einrichtung, zum Einbringen von Hilfsmittelsecond device for introducing aids
88th
Injektorinjector
99
zusätzliche Abgasnachbehandlungskomponente mit oxidativer Wirkungadditional exhaust aftertreatment component with oxidative effect
1010
zusätzliche Abgasnachbehandlungskomponente mit oxidativer Wirkungadditional exhaust aftertreatment component with oxidative effect
1111
dritte Einrichtung, zum Einbringen von Luft oder destilliertem Wasserthird device for introducing air or distilled water
1212
Injektorinjector
1313
Umgehungsleitungbypass line
1414
Umgehungsleitungbypass line
1515
regelbare Absperrvorrichtungadjustable shut-off device
1616
regelbare Absperrvorrichtungadjustable shut-off device
1717
Strömungsrichtung AbgasFlow direction exhaust gas
1818
Abgaskatalysatorcatalytic converter
1919
Lastkurveload curve
2020
unterer Lastbereichlower load range
2121
mittlerer Lastbereichmedium load range
2222
oberer Lastbereichupper load range

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 10321105 A1 [0002] DE 10321105 A1 [0002]
  • DE 102008017280 A1 [0003] DE 102008017280 A1 [0003]

Claims (15)

Brennkraftmaschine (1) mit einer ersten Turbine, die in einer Abgasleitung (4) angeordnet Ist, an die stromabwärts ein Abgaskatalysator (18) angeschlossen ist, zusätzlich mit einer stromaufwärts der ersten Turbine angeordneten ersten Einrichtung (5) zum Einbringen eines Hilfsmittels, dadurch gekennzeichnet, dass an der Brennkraftmaschine (1) zwischen der ersten Turbine und dem Abgaskatalysator (18) zumindest eine zweite Turbine angeordnet ist, wobei dann die erste Turbine eine Hochdruckturbine (2) und die zweite Turbine eine Niederdruckturbine (3) darstellt und stromaufwärts der Hochdruckturbine (2) die erste Einrichtung (5) zum Einbringen des Hilfsmittels angebracht ist.Internal combustion engine ( 1 ) with a first turbine, which in an exhaust pipe ( 4 Is, to the downstream of a catalytic converter ( 18 ) is additionally connected to a first device arranged upstream of the first turbine ( 5 ) for introducing an auxiliary means, characterized in that on the internal combustion engine ( 1 ) between the first turbine and the catalytic converter ( 18 ) at least one second turbine is arranged, in which case the first turbine is a high-pressure turbine ( 2 ) and the second turbine, a low-pressure turbine ( 3 ) and upstream of the high pressure turbine ( 2 ) the first institution ( 5 ) is mounted for introducing the auxiliary. Brennkraftmaschine (1) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Niederdruckturbine (3) Teil eines Abgasturboladers ist.Internal combustion engine ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the low-pressure turbine ( 3 ) Is part of an exhaust gas turbocharger. Brennkraftmaschine (1) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Niederdruckturbine (3) Teil einer Nutzturbine ist.Internal combustion engine ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the low-pressure turbine ( 3 ) Is part of a power turbine. Brennkraftmaschine (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Hochdruck- (2) und Niederdruckturbine (3) eine zweite Einrichtung (7) zum Einbringen des Hilfsmittels angeordnet ist.Internal combustion engine ( 1 ) according to one of claims 1 to 3, characterized in that between the high pressure ( 2 ) and low-pressure turbine ( 3 ) a second device ( 7 ) is arranged for introducing the auxiliary. Brennkraftmaschine (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass stromabwärts zumindest einer der Einrichtungen (5, 7) zum Einbringen des Hilfsmittels und stromaufwärts zumindest einer Turbine (2, 3) eine zusätzliche Abgasnachbehandlungskomponente (9, 10) mit oxidativer Wirkung angeordnet ist.Internal combustion engine ( 1 ) according to one of claims 1 to 4, characterized in that downstream of at least one of the devices ( 5 . 7 ) for introducing the auxiliary and upstream of at least one turbine ( 2 . 3 ) an additional exhaust aftertreatment component ( 9 . 10 ) is arranged with oxidative action. Brennkraftmaschine (1) gemäß Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass stromabwärts der Hochdruckturbine (2) aber vor dem Abgaskatalysator (18) eine dritte Einrichtung (11) zum Einbringen von Luft oder destilliertem Wasser angeordnet ist.Internal combustion engine ( 1 ) according to claim 4 or 5, characterized in that downstream of the high-pressure turbine ( 2 ) but before the catalytic converter ( 18 ) a third facility ( 11 ) is arranged to introduce air or distilled water. Brennkraftmaschine gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest um eine der Turbinen (2, 3) eine Umgehungsleitung (13, 14) mit einer regelbaren Absperrvorrichtung (15, 16) angeordnet ist.Internal combustion engine according to one of claims 1 to 6, characterized in that at least one of the turbines ( 2 . 3 ) a bypass ( 13 . 14 ) with an adjustable shut-off device ( 15 . 16 ) is arranged. Brennkraftmaschine gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (5, 7, 11) zum Einbringen von Hilfsmittel, Luft oder destilliertem Wasser ein Injektor (6, 8, 12) ist.Internal combustion engine according to one of claims 1 to 7, characterized in that the device ( 5 . 7 . 11 ) for introducing auxiliaries, air or distilled water an injector ( 6 . 8th . 12 ). Brennkraftmaschine (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Hilfsmittel ein flüssiges oder gasförmiges Oxidationsmittel ist, oder ein flüssiges oder gasförmiges Reduktionsmittel ist.Internal combustion engine ( 1 ) according to one of claims 1 to 8, characterized in that the auxiliary is a liquid or gaseous oxidizing agent, or a liquid or gaseous reducing agent. Brennkraftmaschine (1) gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Hilfsmittel eine Mischung aus Kohlenwasserstoffen ist.Internal combustion engine ( 1 ) according to claim 9, characterized in that the auxiliary is a mixture of hydrocarbons. Brennkraftmaschine (1) gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Hilfsmittel eine Mischung aus Kohlenmonoxid und Wasserstoff ist.Internal combustion engine ( 1 ) according to claim 9, characterized in that the auxiliary is a mixture of carbon monoxide and hydrogen. Brennkraftmaschine (1) gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Hilfsmittel eine Harnstoffwasserlösung ist.Internal combustion engine ( 1 ) according to claim 9, characterized in that the aid is a urea water solution. Brennkraftmaschine (1) gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Hilfsmittel Ammoniakgas ist.Internal combustion engine ( 1 ) according to claim 9, characterized in that the aid is ammonia gas. Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine (1) gemäß einem der Ansprüche 4 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Hilfsmittel im mittleren und oberen Lastbereich der Brennkraftmaschine (1) über die erste (5) und zweite (7) Einrichtung eingebracht wird.Method for operating an internal combustion engine ( 1 ) according to one of claims 4 to 13, characterized in that the auxiliary in the middle and upper load range of the internal combustion engine ( 1 ) about the first ( 5 ) and second ( 7 ) Device is introduced. Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine (1) gemäß einem der Ansprüche 4 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Hilfsmittel im niedrigen Lastbereich ausschließlich über die erste Einrichtung (5) eingebracht wird.Method for operating an internal combustion engine ( 1 ) according to any one of claims 4 to 13, characterized in that the aid in the low load range exclusively via the first device ( 5 ) is introduced.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015214067A1 (en) * 2015-07-24 2017-01-26 Mtu Friedrichshafen Gmbh Method for metering in a reagent in an exhaust path of an internal combustion engine and internal combustion engine
US20170370263A1 (en) * 2014-12-05 2017-12-28 Cummins, Inc. Reductant injection in exhaust manifold
US20180187588A1 (en) * 2015-06-17 2018-07-05 Mtu Friedrichshafen Gmbh Method for operating an exhaust gas aftertreatment system, exhaust gas aftertreatment system, and internal combustion engine with an exhaust gas aftertreatment system

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10321105A1 (en) 2003-05-09 2004-12-02 Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh Regeneration of a particle trap
DE102006026159A1 (en) * 2006-06-06 2007-12-13 Robert Bosch Gmbh Apparatus and method for exhaust aftertreatment
DE102008017280A1 (en) 2008-04-04 2009-11-19 Man Nutzfahrzeuge Aktiengesellschaft Catalyzer's operating parameter changing arrangement for use in small-loaded vehicle, has catalyzer and/or particle filter and/or particle separator flow-technically attached between high and low pressure gas turbines
US20100100300A1 (en) * 2008-09-23 2010-04-22 Alexander Nelson Brooks Powerplant and related control system and method
DE102009014361A1 (en) * 2009-03-21 2010-09-23 Daimler Ag Exhaust gas treatment device and method for operating an exhaust gas treatment device

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10321105A1 (en) 2003-05-09 2004-12-02 Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh Regeneration of a particle trap
DE102006026159A1 (en) * 2006-06-06 2007-12-13 Robert Bosch Gmbh Apparatus and method for exhaust aftertreatment
DE102008017280A1 (en) 2008-04-04 2009-11-19 Man Nutzfahrzeuge Aktiengesellschaft Catalyzer's operating parameter changing arrangement for use in small-loaded vehicle, has catalyzer and/or particle filter and/or particle separator flow-technically attached between high and low pressure gas turbines
US20100100300A1 (en) * 2008-09-23 2010-04-22 Alexander Nelson Brooks Powerplant and related control system and method
DE102009014361A1 (en) * 2009-03-21 2010-09-23 Daimler Ag Exhaust gas treatment device and method for operating an exhaust gas treatment device

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20170370263A1 (en) * 2014-12-05 2017-12-28 Cummins, Inc. Reductant injection in exhaust manifold
US10392994B2 (en) * 2014-12-05 2019-08-27 Cummins, Inc. Reductant injection exhaust manifold
US11060434B2 (en) 2014-12-05 2021-07-13 Cummins, Inc. Reductant injection in exhaust manifold
US11408321B2 (en) 2014-12-05 2022-08-09 Cummins Inc. Reductant injection in exhaust manifold
US20180187588A1 (en) * 2015-06-17 2018-07-05 Mtu Friedrichshafen Gmbh Method for operating an exhaust gas aftertreatment system, exhaust gas aftertreatment system, and internal combustion engine with an exhaust gas aftertreatment system
DE102015214067A1 (en) * 2015-07-24 2017-01-26 Mtu Friedrichshafen Gmbh Method for metering in a reagent in an exhaust path of an internal combustion engine and internal combustion engine
DE102015214067B4 (en) * 2015-07-24 2020-02-06 Mtu Friedrichshafen Gmbh Method for metering a reactant into an exhaust gas path of an internal combustion engine and internal combustion engine

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