DE102014217844A1 - Exhaust treatment plant for an internal combustion engine and internal combustion engine - Google Patents

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Abstract

Es wird eine Abgasbehandlungsanlage (10) für eine Brennkraftmaschine, mit einer Abgasleitung (12), von der ein erster Teilbereich (16) mit einer Separationswand (20) von einem zweiten Teilbereich (18) abgetrennt ist, beschrieben. Der erste und der zweite Teilbereich (16, 18) sind parallel von Abgas durchströmbar. Wenigstens ein Teilstrom des den ersten Teilbereich (16) durchströmenden Abgases ist verschieden von einem Teilstrom des den zweiten Teilbereich (18) durchströmenden Abgases. Die Abgasbehandlungsanlage (10) umfasst auch ein Dosiermodul (22) zum Einbringen eines Abgasbehandlungsmittels in den zweiten Teilbereich (18) der Abgasleitung (12) und wenigstens einen Messsensor (24) zur Bestimmung eines physikalischen Parameters des Abgases im ersten Teilbereich (16). Die Abgasbehandlungsanlange (10) kann motornah zu einer Brennkraftmaschine angeordnet sein.An exhaust gas treatment system (10) for an internal combustion engine is described, with an exhaust pipe (12) from which a first subregion (16) with a separation wall (20) is separated from a second subregion (18). The first and the second part region (16, 18) can be flowed through in parallel by exhaust gas. At least one partial flow of the exhaust gas flowing through the first partial region (16) is different from a partial flow of the exhaust gas flowing through the second partial region (18). The exhaust gas treatment system (10) also includes a dosing module (22) for introducing an exhaust gas treatment agent into the second subregion (18) of the exhaust gas line (12) and at least one measuring sensor (24) for determining a physical parameter of the exhaust gas in the first subregion (16). The exhaust treatment system (10) can be arranged close to the engine to an internal combustion engine.

Description

Die Erfindung betrifft eine Abgasbehandlungsanlage für eine Brennkraftmaschine mit den Merkmalen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Brennkraftmaschine mit einer solchen Abgasanlage. The invention relates to an exhaust gas treatment system for an internal combustion engine with the features according to the preamble of claim 1. Furthermore, the invention relates to an internal combustion engine with such an exhaust system.

Bei der chemischen Umsetzung von Kohlenwasserstoffen in einer Brennkraftmaschine können unerwünschte Verbrennungsprodukte entstehen. Damit diese nicht vollständig in die Umwelt gelangen, wird das Abgas der Brennkraftmaschine durch eine Abgasbehandlungsanlage geleitet, in welcher wenigstens teilweise unerwünschte Verbrennungsprodukte mit Hilfe von katalytisch wirkenden Substanzen zu anderen chemischen Produkten reagieren. Beispielsweise kann das stickoxid- und rußhaltige Abgas eines Dieselmotors mit einem Oxidationskatalysator, beigefügtem Reduktionsmittel und einem Stickoxidreduktionskatalysator nebst einem Dieselpartikelfilter derart gereinigt werden, dass gesetzliche Abgasnormen, welche eine Höchstkonzentration von unerwünschten Verbrennungsprodukten definieren, eingehalten werden. The chemical conversion of hydrocarbons in an internal combustion engine may produce undesirable combustion products. So that they do not completely enter the environment, the exhaust gas of the internal combustion engine is passed through an exhaust gas treatment plant in which at least partially undesirable combustion products react with the aid of catalytically active substances to other chemical products. For example, the nitrogen oxide and soot-containing exhaust gas of a diesel engine with an oxidation catalyst, added reducing agent and a nitrogen oxide reduction catalyst together with a diesel particulate filter can be cleaned so that legal emission standards, which define a maximum concentration of undesirable combustion products, are complied with.

Im Zusammenhang der Beigabe von Reduktionsmittel in den Abgasstrom einer Abgasbehandlungsanlage ist aus dem Dokument DE 10 2008 033 984 A1 bekannt, den Abgasstrom in einen Hauptstrom und mehrere Nebenströme zu teilen. Dabei wird eine heiße Fraktion des Abgases vor allem in einen Nebenstrom geführt, in welchen die Eingabe eines zunächst flüssigen Reduktionsmittels als Abgasbehandlungsmittel erfolgt. Auf diese Weise können die Verdampfung des Reduktionsmittels und dessen Verteilung verbessert unterstützt werden. In the context of the addition of reducing agent in the exhaust stream of an exhaust gas treatment plant is from the document DE 10 2008 033 984 A1 known to divide the exhaust gas stream into a main stream and several secondary streams. In this case, a hot fraction of the exhaust gas is mainly conducted in a side stream, in which the input of an initially liquid reducing agent takes place as an exhaust gas treatment agent. In this way, the evaporation of the reducing agent and its distribution can be better supported.

Aus dem Dokument US 2011/0047974 A1 geht eine Anordnung einer Abgasbehandlungsanlage hervor, in welcher mittels einer Separationswand ein Abgaskanal in einen Hauptkanal und einen Nebenkanal geteilt wird. Ein Dosierelement für die Beigabe eines Reduktionsmittels als Abgasbehandlungsmittel ragt in den Nebenkanal hinein. Dem Dosierelement kann eine Heizeinrichtung vorgeordnet sein. From the document US 2011/0047974 A1 shows an arrangement of an exhaust treatment plant, in which by means of a separation wall, an exhaust gas channel is divided into a main channel and a secondary channel. A metering element for the addition of a reducing agent as an exhaust gas treatment agent protrudes into the secondary channel. The metering element may be preceded by a heating device.

Das den Nebenkanal durchströmende Abgas wird mit dem den Hauptkanal durchströmende Abgas wieder vereint, bevor es zu einem Stickoxidreduktionskatalysator gelangt. The exhaust gas flowing through the secondary passage is reunited with the exhaust gas flowing through the main passage before it reaches a nitrogen oxide reduction catalytic converter.

Im Dokument EP 2 282 026 A1 ist eine Abgasbehandlungsanlage gezeigt, in welcher ein Vorkatalysator in einem Isolationsrohr, durch welches nur ein Teil des Abgases strömt, und stromabwärts davon ein Stickoxidspeicherkatalysator angeordnet sind. Stromaufwärts des Vorkatalysators wird dem in das Isolationsrohr einströmende Abgas Kraftstoff als Abgasbehandlungsmittel mit dem Zweck der Regenerierung des Stickoxidkatalysators beigegeben. Der Vorkatalysator dient der Erzeugung von Wasserstoff und Kohlenmonoxid als Reduktionsmittel aus den Kohlenwasserstoffen des Kraftstoffs, so dass im Stickoxidspeicherkatalysator gespeicherte Stickoxide reduziert werden können. In the document EP 2 282 026 A1 an exhaust gas treatment plant is shown, in which a precatalyst in an insulating tube, through which only a part of the exhaust gas flows, and downstream of which a nitrogen oxide storage catalyst are arranged. Upstream of the precatalyst, the exhaust gas flowing into the insulation pipe is added with fuel as the exhaust gas treatment agent with the purpose of regenerating the nitrogen oxide catalyst. The precatalyst serves to generate hydrogen and carbon monoxide as a reducing agent from the hydrocarbons of the fuel, so that nitrogen oxides stored in the nitrogen oxide storage catalyst can be reduced.

Für einen präzisen Betrieb einer Abgasbehandlungsanlage ist es erforderlich, verschiedene physikalische Parameter des Abgases zu bestimmen, genauer zu messen. Von besonderem Interesse sind insbesondere die Temperatur beziehungsweise die Stickoxidkonzentration stromaufwärts eines Stickoxidreduktionskatalysators. Ein in den Abgasstrom eingebrachtes Abgasbehandlungsmittel, insbesondere ein Reduktionsmittel, kann eine Messung verfälschen: Beispielsweise senkt die Verdampfung eines Abgasbehandlungsmittels die Temperatur des Abgases und kann das Abgasbehandlungsmittel bereits eine Änderung der Stickoxidkonzentration bewirken. Besonders ausgeprägt sind diese Effekte, wenn die zum Einsatz gelangenden Messfühler beziehungsweise Sensoren mit dem Abgasbehandlungsmittel in Kontakt kommen. Bei den verbreiteten, sehr bauraumkompakten, insbesondere motornahen Anordnungen kann nicht zielführend einfach die Länge der Abgasbehandlungsanlage erhöht werden, da zum einen der zusätzliche Bauraum in der Regel nicht zur Verfügung steht und zum anderen ein höherer Temperaturverlust in einer vergleichsweise langen Abgasbehandlungsanlage resultiert. For a precise operation of an exhaust gas treatment plant, it is necessary to determine various physical parameters of the exhaust gas, to measure more accurately. Of particular interest are in particular the temperature or the nitrogen oxide concentration upstream of a nitrogen oxide reduction catalyst. An exhaust gas treatment agent introduced into the exhaust gas flow, in particular a reducing agent, can falsify a measurement: For example, the evaporation of an exhaust gas treatment agent lowers the temperature of the exhaust gas and the exhaust gas treatment agent can already cause a change in the nitrogen oxide concentration. These effects are especially pronounced when the measuring sensors or sensors used come into contact with the exhaust gas treatment agent. In the widespread, very space-compact, especially close to the engine arrangements can not be targeted simply the length of the exhaust treatment system can be increased because on the one hand, the additional space is usually not available and on the other hand, a higher temperature loss results in a comparatively long exhaust treatment plant.

Vor diesem Hintergrund ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Messung eines physikalischen Parameters in einer Abgasanlage bei Vermeidung der Beeinflussung der Messung durch ein Abgasbehandlungsmittel zu ermöglichen. Against this background, it is an object of the present invention to enable a measurement of a physical parameter in an exhaust system while avoiding influencing the measurement by an exhaust gas treatment agent.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Abgasbehandlungsanlage für eine Brennkraftmaschine mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen charakterisiert. This object is achieved by an exhaust gas treatment system for an internal combustion engine with the features of claim 1. Advantageous developments of the invention are characterized in the dependent claims.

Eine erfindungsgemäße Abgasbehandlungsanlage für eine Brennkraftmaschine, insbesondere eine selbstzündende Brennkraftmaschine, weist eine Abgasleitung, von der ein erster Teilbereich mit einer Separationswand von einem zweiten Teilbereich abgetrennt ist, und ein Dosiermodul zum Einbringen eines Abgasbehandlungsmittels, insbesondere in Form eines Strahlfächers oder eines Sprays, in den zweiten Teilbereich der Abgasleitung auf. Der erste und der zweite Teilbereich sind parallel von Abgas durchströmbar, wobei wenigstens ein Teilstrom des den ersten Teilbereich durchströmenden Abgases verschieden von einem Teilstrom des den zweiten Teilbereich durchströmenden Abgases ist. Die Abgasbehandlungsanlage umfasst wenigstens einen Messsensor zur Bestimmung eines physikalischen Parameters des Abgases im ersten Teilbereich. An exhaust gas treatment plant according to the invention for an internal combustion engine, in particular a self-igniting internal combustion engine, has an exhaust gas line from which a first subarea with a separation wall is separated from a second subarea, and a dosing module for introducing an exhaust gas treatment agent, in particular in the form of a jet fan or a spray, into the second portion of the exhaust pipe. Exhaust gas can flow through the first and the second partial region in parallel, wherein at least a partial flow of the exhaust gas flowing through the first partial region is different from a partial flow of the exhaust gas flowing through the second partial region. The exhaust gas treatment plant comprises at least one Measuring sensor for determining a physical parameter of the exhaust gas in the first sub-range.

Auf diese erfindungsgemäße Weise werden die Dosierung des Abgasbehandlungsmittels und die Messstelle räumlich getrennt, so dass das Abgasbehandlungsmittel nicht verfälschend auf die Messung Einfluss nehmen kann, insbesondere ohne dass der Messsensor mit dem eindosierten Abgasbehandlungsmittel in Kontakt tritt. Kurzzeitig während der Durchströmung des ersten und des zweiten Teilbereichs sind ein erster und ein zweiter Abgasstrom als Teilströme des gesamten Abgasstromes voneinander getrennt. Anschließend werden die beiden Abgasströme wieder zusammengeführt und durchmischt, insbesondere mit Hilfe eines Venturi-Effekts. Der erste und der zweite Teilbereich der Abgasleitung können sich in einem im Wesentlichen krümmungsfrei verlaufenden Abschnitt der Abgasleitung befinden. In this manner according to the invention, the metering of the exhaust gas treatment agent and the measuring point are spatially separated so that the exhaust gas treatment agent can not adversely affect the measurement, in particular without the measuring sensor coming into contact with the metered exhaust gas treatment agent. For a short time during the flow through the first and the second partial region, a first and a second exhaust gas flow are separated from one another as partial flows of the entire exhaust gas flow. Subsequently, the two exhaust gas streams are brought together again and mixed, in particular by means of a Venturi effect. The first and the second portion of the exhaust pipe may be located in a substantially curvature-free running portion of the exhaust pipe.

Bevorzugt ist das Abgasbehandlungsmittel ein Reduktionsmittel, insbesondere ein selektiv auf Stickoxide wirkendes Reduktionsmittel, wie beispielsweise Ammoniak oder eine diesen Stoff freisetzende Vorläufersubstanz, zum Beispiel Harnstoff. Die Abgasbehandlungsanlage kann auch als Abgasnachbehandlungsanlage bezeichnet werden. Preferably, the exhaust gas treatment agent is a reducing agent, in particular a selectively acting on nitrogen oxides reducing agent, such as ammonia or a substance releasing precursor substance, for example urea. The exhaust gas treatment plant can also be referred to as exhaust aftertreatment plant.

Die erfindungsgemäße Lösung führt nur zu einem geringen zusätzlichen Abgasgegendruck. Die Messung von Strähnen des physikalischen Parameters kann vermieden werden. Es handelt sich um eine besonders kostengünstige Lösung. The solution according to the invention leads only to a small additional exhaust backpressure. The measurement of strands of the physical parameter can be avoided. It is a particularly cost-effective solution.

Die Separationswand ist bevorzugt im Wesentlichen flach oder plattenförmig (teilweise gekrümmte und/oder teilweise ebene Fläche im Raum) ausgeführt. Anders gesagt, die Separationswand weist in den zwei Dimensionen der Flächenerstreckung eine deutlich größere Ausdehnung als in der dritten Dimension senkrecht zur lokalen Flächentangente auf. Die Separationswand erstreckt sich besonders bevorzugt im Wesentlichen in Strömungsrichtung des Abgases, wodurch eine Erhöhung des Abgasgegendrucks vermieden wird. Der Verlauf der Separationswand kann vorteilhaft dem Verlauf der Abgasleitung in der Hinsicht angepasst sein, dass Separationswand und Abgasleitung einen Abgaskanal mit im Wesentlichen konstantem Querschnitt bilden, so dass die strömungsdynamischen Einflüsse möglichst minimal sind. Auch ist es vorteilhaft, wenn die Separationswand keine starken Gradienten in ihren Erstreckungsrichtungen aufweist, so dass dem strömenden Abgas nur kleine Richtungsänderungen aufgeprägt werden, wodurch ebenfalls eine unerwünscht starke Erhöhung des Abgasgegendrucks vermieden wird. The separation wall is preferably substantially flat or plate-shaped (partially curved and / or partially planar surface in space). In other words, the separation wall has a significantly greater extent in the two dimensions of the surface extension than in the third dimension perpendicular to the local area tangent. The separation wall particularly preferably extends substantially in the direction of flow of the exhaust gas, whereby an increase in the exhaust backpressure is avoided. The course of the separation wall can advantageously be adapted to the profile of the exhaust pipe in such a way that the separation wall and the exhaust pipe form an exhaust gas channel with a substantially constant cross section, so that the flow dynamic influences are as minimal as possible. It is also advantageous if the separation wall has no strong gradients in their directions of extension, so that only small changes in direction are imparted to the flowing exhaust gas, as a result of which an undesirably high increase in the exhaust backpressure is also avoided.

In konkreten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Abgasbehandlungsanlage ist der wenigstens eine Messsensor wenigstens teilweise, bevorzugt komplett im ersten Teilbereich der Abgasleitung angeordnet. Der wenigstens eine Messsensor kann ein NOx-Sensor oder ein Temperatursensor sein. Diese physikalischen Parameter sind besonders bedeutsam für eine Steuerung und/oder Regelung der Abgasbehandlungsanlage. In specific embodiments of the exhaust gas treatment plant according to the invention, the at least one measuring sensor is arranged at least partially, preferably completely in the first subregion of the exhaust gas line. The at least one measuring sensor may be a NOx sensor or a temperature sensor. These physical parameters are particularly important for the control and / or regulation of the exhaust gas treatment plant.

Es ist besonders vorteilhaft, wenn die Separationswand mit einer Teilfläche der Innenwand der Abgasleitung in der Abgasbehandlungsanlage einen Strömungskanal ausbildet. Auf diese Weise wird ein kompakter Abgaskanal mit möglichst wenigen zusätzlichen Bauteilen gebildet. Des Weiteren kann die Separationswand von einer Abschirmungswand mit wenigstens einer freien Kante, gegebenenfalls drei freien Kanten, gebildet sein. It is particularly advantageous if the separation wall with a partial surface of the inner wall of the exhaust pipe in the exhaust gas treatment plant forms a flow channel. In this way, a compact exhaust duct with as few additional components is formed. Furthermore, the separation wall can be formed by a shielding wall having at least one free edge, optionally three free edges.

In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Abgasbehandlungsanlage, insbesondere für eine selbstzündende Brennkraftmaschine, ist die Abgasleitung einem Oxidationskatalysator und/oder einem NOx-Speicherkatalysator in Strömungsrichtung des Abgases nachgeordnet. Des Weiteren kann die Abgasleitung in der erfindungsgemäßen Abgasbehandlungsanlage einem SCR-Katalysator und/oder einem Partikelfilter in Strömungsrichtung des Abgases vorgeordnet sein, wobei insbesondere das Abgasbehandlungsmittel ein Reduktionsmittel sein kann. Der Partikelfilter kann gleichzeitig mit einem SCR-Katalysator integriert sein, zum Bespiel kann es sich um einen SCR-katalytisch beschichteten Partikelfilter handeln. In a preferred embodiment of the exhaust gas treatment plant according to the invention, in particular for a self-igniting internal combustion engine, the exhaust gas line is arranged downstream of an oxidation catalytic converter and / or a NOx catalytic converter in the flow direction of the exhaust gas. Furthermore, the exhaust gas line in the exhaust gas treatment plant according to the invention may be arranged upstream of an SCR catalytic converter and / or a particle filter in the flow direction of the exhaust gas, wherein in particular the exhaust gas treatment agent may be a reducing agent. The particle filter can be integrated simultaneously with an SCR catalyst, for example, it can be an SCR catalytic coated particle filter.

Anders gesagt, der bevorzugte Einsatz der erfindungsgemäßen Trennung von Dosiermodul und Messstelle erfolgt im Rahmen einer Abgasbehandlungsanlage zur Entfernung von Stickoxiden aus dem Abgas. In derartigen Abgasbehandlungsanlagen ist die Kenntnis von physikalischen Parametern wie beispielsweise der Stickoxidkonzentration und der Temperatur für die Steuerung und/oder Regelung der Abgasbehandlungsanlage von entscheidender Bedeutung. Hier leistet die Erfindung einen besonders vorteilhaften Beitrag zur effektiven Entfernung unerwünschter Verbrennungsprodukte. In other words, the preferred use of the separation of metering module and measuring point according to the invention is carried out in the context of an exhaust gas treatment plant for the removal of nitrogen oxides from the exhaust gas. In such exhaust gas treatment plants, the knowledge of physical parameters such as the nitrogen oxide concentration and the temperature for the control and / or regulation of the exhaust gas treatment plant is of crucial importance. Here, the invention makes a particularly advantageous contribution to the effective removal of undesirable combustion products.

In besonders bevorzugter Ausgestaltung ist die Separationswand derart zwischen dem Dosiermodul und dem wenigstens einen Messsensor angeordnet, dass die Separationswand den wenigstens einen Messsensor vom eingebrachten Abgasbehandlungsmittel abschirmt. Darüber hinaus kann die Separationswand geschlossen oder fluiddicht sein. Anders gesagt, die Separationswand kann keine Öffnungen, wie Perforationen, Ausnehmungen oder Durchbrechungen aufweisen, so dass kein Abgasbehandlungsmittel durch die Fläche der Separationswand hindurchtreten kann. Mit anderen Worten, die Separationswand verhindert, dass Abgasbehandlungsmittel direkt zum Messsensor gelangt, insbesondere dass der Messsensor im Austrittsbereich des Abgasbehandlungsmittels aus dem Dosiermodul, zum Beispiel im Strahlkegel oder Sprayraum, liegt. In a particularly preferred embodiment, the separation wall is arranged between the dosing module and the at least one measuring sensor such that the separation wall shields the at least one measuring sensor from the introduced exhaust gas treatment agent. In addition, the separation wall may be closed or fluid-tight. In other words, the separation wall can not have openings, such as perforations, recesses or openings, so that no exhaust gas treatment agent can pass through the surface of the separation wall. In other words, the separation wall prevents that Exhaust gas treatment medium passes directly to the measuring sensor, in particular that the measuring sensor in the outlet region of the exhaust gas treatment agent from the dosing, for example in the jet cone or spray chamber, is located.

Eine baulich besonders einfache und zweckmäße Ausgestaltung wird dadurch erreicht, dass die Separationswand als ein Abschirmblech ausgeführt ist. Ein Abschirmblech kann auf einfache Weise in gewünschter Formgebung hergestellt und in der Abgasleitung aufgenommen werden. A structurally particularly simple and expedient embodiment is achieved in that the separation wall is designed as a shielding. A shielding plate can be easily manufactured in the desired shape and absorbed in the exhaust pipe.

Im Zusammenhang des erfinderischen Gedankens steht auch eine Brennkraftmaschine, insbesondere eine selbstzündende Brennkraftmaschine, insbesondere für ein Kraftfahrzeug. Eine erfindungsgemäße Brennkraftmaschine zeichnet sich durch eine motornah/brennkraftmaschinennah angeordnete Abgasbehandlungsanlage mit Merkmalen oder Merkmalskombinationen gemäß dieser Darstellung aus. Dabei wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung mit dem Begriff „motornah/brennkraftmaschinennah“ ein Abstand zwischen Zylinderauslass des Verbrennungsmotors und Stirnfläche der Abgasbehandlungsanlage von höchstens 120 cm, insbesondere höchstens 100 cm, vorzugsweise höchstens 80 cm verstanden. In einer konkreten Ausführung beträgt der Abstand etwa 75 cm. Eine motornahe Anordnung bedeutet insbesondere, dass die Abgasanlage im Motorraum und/oder aufgenommen an der Brennkraftmaschine („closed-coupled“) angeordnet ist. Auf diese Weise kann die Abwärme der Brennkraftmaschine genutzt werden, um die Arbeitstemperaturen der Katalysatoren in der Abgasbehandlungsanlage zu erreichen. In the context of the inventive idea is also an internal combustion engine, in particular a self-igniting internal combustion engine, in particular for a motor vehicle. An internal combustion engine according to the invention is characterized by a exhaust gas treatment system arranged close to the engine / internal combustion engine with features or feature combinations according to this representation. In the context of the present invention, the term "close to the engine / internal combustion engine" is understood to mean a distance between the cylinder outlet of the internal combustion engine and the end face of the exhaust gas treatment system of at most 120 cm, in particular at most 100 cm, preferably at most 80 cm. In a concrete embodiment, the distance is about 75 cm. A close-coupled arrangement means, in particular, that the exhaust system is arranged in the engine compartment and / or accommodated on the internal combustion engine ("closed-coupled"). In this way, the waste heat of the internal combustion engine can be used to achieve the operating temperatures of the catalysts in the exhaust gas treatment plant.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung werden anhand der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren dargestellt. Es zeigt im Einzelnen: Further advantages and advantageous embodiments and developments of the invention will be described with reference to the following description with reference to the figures. It shows in detail:

1 eine schematische Darstellung einer vorteilhaften Ausführungsform einer Abgasbehandlungsanlage mit der erfindungsgemäßen Separationswand in seitlicher Ansicht, 1 a schematic representation of an advantageous embodiment of an exhaust gas treatment plant with the separation wall according to the invention in a side view,

2 eine schematische Darstellung der Ausführungsform gemäß 1, geschnitten in der Ebene A-A, und 2 a schematic representation of the embodiment according to 1 , cut in the plane AA, and

3 eine vorteilhafte Ausführungsform in der Ansicht gemäß 2. 3 an advantageous embodiment in the view according to 2 ,

In der 1 ist schematisch eine vorteilhafte Ausführungsform einer Abgasbehandlungsanlage 10 mit der erfindungsgemäßen Separationswand 20 in seitlicher Ansicht dargestellt. Eine derartige Abgasbehandlungsanlage 10 ist für die Behandlung des Abgases einer selbstzündenden Brennkraftmaschine von Stickoxiden besonders vorteilhaft geeignet und motornah angeordnet. In the 1 is schematically an advantageous embodiment of an exhaust treatment plant 10 with the separation wall according to the invention 20 shown in a side view. Such an exhaust treatment plant 10 is particularly advantageous for the treatment of the exhaust gas of a self-igniting internal combustion engine of nitrogen oxides and arranged close to the engine.

Ein aus der selbstzündenden Brennkraftmaschine einlaufender Abgasstrom 14 durchströmt zunächst einen NOx-Speicherkatalysator 34 und gelangt in eine darin anschließende Abgasleitung 12. Die Abgasleitung 12 dient unter anderem der Umlenkung des Abgasstroms, so dass eine kompakte Anordnung einzelner Komponenten der Abgasbehandlungsanlage 10 erreicht ist. Im sich dem NOx-Speicherkatalysator 34 anschließenden Teil der Abgasleitung 12 befindet sich erfindungsgemäß eine Separationswand 20, welche den Abgasstrom in einen ersten und einen zweiten Teilstrom aufteilt. In der Nähe der Separationswand 20 sind ein Dosiermodul 22 für ein Abgasbehandlungsmittel, konkret in dieser Ausführungsform ein Reduktionsmittel für Stickoxide, und zwei Messsensoren 24 (ein NOx-Sensor 26 und ein Temperatursensor 28) angeordnet, siehe dazu auch die 2 und die nachfolgende Beschreibung. An incoming from the self-igniting internal combustion engine exhaust stream 14 first flows through a NOx storage catalyst 34 and enters a subsequent exhaust pipe 12 , The exhaust pipe 12 serves inter alia, the deflection of the exhaust stream, so that a compact arrangement of individual components of the exhaust treatment plant 10 is reached. Im the NOx storage catalyst 34 subsequent part of the exhaust pipe 12 is according to the invention a separation wall 20 , which divides the exhaust gas stream into a first and a second partial flow. Near the separation wall 20 are a dosing module 22 for an exhaust gas treatment agent, specifically in this embodiment, a reducing agent for nitrogen oxides, and two measuring sensors 24 (a NOx sensor 26 and a temperature sensor 28 ), see also the 2 and the description below.

Stromab der Separationswand 20 vereinigen sich die Teilströme wieder. Das Abgas gelangt dann zu einem Mischer 36, welcher zur möglichst gleichmäßigen Durchmischung und/oder Verwirbelung des Abgases mit Abgasbehandlungsmittel dient. Stromab davon ist ein Reduktionskatalysator, ein SCR-Katalysator 38, angeordnet, welcher konkret als SCR-aktiv katalytisch beschichteter Dieselpartikelfilter ausgeführt ist. Der auslaufende Abgasstrom 40 verlässt die motornah angeordnete Abgasbehandlungsanlage 10 im Wesentlichen in entgegengesetzter Richtung zum einlaufenden Abgasstrom 14. Der Abgasbehandlungseinrichtung 10 kann stromaufwärts eine Turbine eines Abgasturboladers vorgeordnet und/oder stromab eine Abgasrückführung nachgeordnet sein. Downstream of the separation wall 20 the partial streams unite again. The exhaust gas then passes to a mixer 36 which serves for the most uniform possible mixing and / or turbulence of the exhaust gas with exhaust gas treatment agent. Downstream of this is a reduction catalyst, an SCR catalyst 38 , arranged, which is designed specifically as SCR-active catalytically coated diesel particulate filter. The outgoing exhaust gas flow 40 leaves the exhaust gas treatment plant arranged close to the engine 10 essentially in the opposite direction to the incoming exhaust gas flow 14 , The exhaust treatment device 10 upstream of a turbine of an exhaust gas turbocharger upstream and / or downstream of exhaust gas recirculation downstream.

Die 2 ist eine schematische Darstellung der Ausführungsform gemäß 1, geschnitten in der in der 1 angegebenen Ebene A-A. Der einlaufende Abgasstrom 14 tritt im Wesentlichen in die Richtung in die Papierebene der 2 hinein in die Abgasleitung 12 ein. Im oberen Teil der Abgasleitung 12 sind ein erster Teilbereich 16 und ein zweiter Teilbereich 18 zu sehen, welcher mittels der Separationswand 20 voneinander getrennt sind. Die sich in die Papierebenen hinein erstreckende Separationswand 20 teilt den einlaufenden Abgasstrom in einen ersten Teilstrom durch den ersten Teilbereich 16 und einen zweiten Teilstrom durch den zweiten Teilbereich 18. Die Separationswand 20 ist als eine Abschirmungswand mit einer freien Kante 32 ausgeführt. Gemeinsam mit der Teilfläche der Innenwand 30 der Abgasleitung 12 ist ein Strömungskanal ausgebildet. The 2 is a schematic representation of the embodiment according to 1 , cut in the in the 1 specified level AA. The incoming exhaust gas flow 14 occurs essentially in the direction of the paper plane 2 into the exhaust pipe 12 one. In the upper part of the exhaust pipe 12 are a first subarea 16 and a second subarea 18 to see which by means of the separation wall 20 are separated from each other. The separation wall extending into the paper planes 20 divides the incoming exhaust gas flow in a first partial flow through the first portion 16 and a second partial flow through the second portion 18 , The separation wall 20 is as a shielding wall with a free edge 32 executed. Together with the part of the inner wall 30 the exhaust pipe 12 a flow channel is formed.

Im zweiten Teilbereich 18 ist ein Dosiermodul zum Einbringen eines Abgasbehandlungsmittels, konkret eines Reduktionsmittels für Stickoxide, in den zweiten Teilbereich 18 hinein. Im ersten Teilbereich 16 sind zwei Messsensoren 22 angeordnet: Ein NOx-Sensor 26 und ein Temperatursensor 28. Diese liegen hinter der Separationswand 20 insoweit geschützt, als die Separationswand 20 eine Abschirmungswand bezüglich des eingebrachten Abgasbehandlungsmittels bildet. Anders gesagt, die Messsensoren 22 liegen im Schutz der Separationswand, so dass kein Abgasbehandlungsmittel direkt auf die Messsensoren 22 gelangen kann. In the second part 18 is a metering module for introducing an exhaust gas treatment agent, specifically a reducing agent for nitrogen oxides, in the second portion 18 into it. In the first part 16 are two measuring sensors 22 arranged: a NOx sensor 26 and a temperature sensor 28 , These are behind the separation wall 20 insofar protected, as the separation wall 20 forms a shield wall with respect to the introduced exhaust gas treatment agent. In other words, the measuring sensors 22 lie in the protection of the separation wall, so that no exhaust gas treatment agent directly on the measuring sensors 22 can get.

Stromab der zwei Teilbereiche 16, 18 ist ein Mischer 36 in der Abgasleitung 12 angeordnet. Es erfolgt eine Umlenkung des Abgasstroms, so dass dieser die Abgasleitung 12 in ihrem unteren Teil im Wesentlichen in die Richtung aus der Papierebene der 2 hinaus die Abgasbehandlungsanlage 10 verlässt. Downstream of the two sections 16 . 18 is a mixer 36 in the exhaust pipe 12 arranged. There is a deflection of the exhaust stream, so that this the exhaust pipe 12 in its lower part substantially in the direction from the paper plane of the 2 addition, the exhaust treatment plant 10 leaves.

Die 3 zeigt den oberen Teil einer vorteilhaften Ausführungsform in der Ansicht gemäß 2. Für gleiche Bauteile sind in der 3 dieselben Bezugszeichen angegeben wie in 2. Die Separationswand 20 erstreckt sich nicht vollständig bis zur in dieser Darstellung im hinteren Bereich des oberen Teils liegenden Wand der Abgasleitung 12, so dass sich die zwei Teilströme durch die zwei Teilbereiche 16, 18 stromab der Separationswand 20 wieder vereinigen können, bevor eine Umlenkung des Abgasstromes unter Beteiligung der Wand bewirkt wird. Die Separationswand 20 in dieser Ausführungsform ist fluiddicht und weist keine Perforationen, Durchbrechungen und/oder Ausnehmungen auf. The 3 shows the upper part of an advantageous embodiment in the view according to 2 , For same components are in the 3 the same reference numerals as in 2 , The separation wall 20 does not extend completely to the wall of the exhaust pipe lying in the rear region of the upper part in this illustration 12 , so that the two sub-streams through the two sub-areas 16 . 18 downstream of the separation wall 20 can reunite before a diversion of the exhaust gas flow is effected with the participation of the wall. The separation wall 20 in this embodiment is fluid-tight and has no perforations, openings and / or recesses.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

10 10
Abgasbehandlungsanlage Exhaust gas treatment plant
12 12
Abgasleitung exhaust pipe
14 14
einlaufender Abgasstrom incoming exhaust gas flow
16 16
erster Teilbereich first subarea
18 18
zweiter Teilbereich second subarea
20 20
Separationswand separation wall
22 22
Dosiermodul dosing
24 24
Messsensor measuring sensor
26 26
NOx-Sensor NOx sensor
28 28
Temperatursensor temperature sensor
30 30
Innenwand inner wall
32 32
freie Kante free edge
34 34
NOx-Speicherkatalysator NOx storage catalytic converter
36 36
Mischer mixer
38 38
SCR-Katalysator SCR catalyst
40 40
auslaufender Abgasstrom outgoing exhaust gas flow

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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Claims (10)

Abgasbehandlungsanlage (10) für eine Brennkraftmaschine, mit einer Abgasleitung (12), von der ein erster Teilbereich (16) mit einer Separationswand (20) von einem zweiten Teilbereich (18) abgetrennt ist, wobei der erste und der zweite Teilbereich (16, 18) parallel von Abgas durchströmbar sind und wenigstens ein Teilstrom des den ersten Teilbereich (16) durchströmenden Abgases verschieden von einem Teilstrom des den zweiten Teilbereich (18) durchströmenden Abgases ist, und einem Dosiermodul (22) zum Einbringen eines Abgasbehandlungsmittels in den zweiten Teilbereich (18) der Abgasleitung (12), gekennzeichnet durch wenigstens einen Messsensor (24) zur Bestimmung eines physikalischen Parameters des Abgases im ersten Teilbereich (16). Exhaust treatment plant ( 10 ) for an internal combustion engine, with an exhaust pipe ( 12 ), of which a first subarea ( 16 ) with a separation wall ( 20 ) from a second subarea ( 18 ), wherein the first and the second subarea ( 16 . 18 ) are flowed through in parallel by exhaust gas and at least a partial flow of the first portion ( 16 ) flowing exhaust gas different from a partial flow of the second portion ( 18 ) is flowing through exhaust gas, and a metering module ( 22 ) for introducing an exhaust gas treatment agent into the second subregion ( 18 ) of the exhaust pipe ( 12 ), characterized by at least one measuring sensor ( 24 ) for determining a physical parameter of the exhaust gas in the first subregion ( 16 ). Abgasbehandlungsanlage (10) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Messsensor (24) wenigstens teilweise im ersten Teilbereich (16) der Abgasleitung (12) angeordnet ist. Exhaust treatment plant ( 10 ) according to claim 1, characterized in that the at least one measuring sensor ( 24 ) at least partially in the first subregion ( 16 ) of the exhaust pipe ( 12 ) is arranged. Abgasbehandlungsanlage (10) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Messsensor (24) ein NOx-Sensor (26) oder ein Temperatursensor (28) ist. Exhaust treatment plant ( 10 ) according to claim 1, characterized in that the at least one measuring sensor ( 24 ) a NOx sensor ( 26 ) or a temperature sensor ( 28 ). Abgasbehandlungsanlage (10) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Separationswand (20) mit einer Teilfläche der Innenwand (30) der Abgasleitung (12) einen Strömungskanal ausbildet. Exhaust treatment plant ( 10 ) according to claim 1, characterized in that the separation wall ( 20 ) with a partial surface of the inner wall ( 30 ) of the exhaust pipe ( 12 ) forms a flow channel. Abgasbehandlungsanlage (10) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Separationswand (20) von einer Abschirmungswand mit wenigstens einer freien Kante (32) gebildet ist. Exhaust treatment plant ( 10 ) according to claim 1, characterized in that the separation wall ( 20 ) of a shielding wall with at least one free edge ( 32 ) is formed. Abgasbehandlungsanlage (10) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgasleitung (12) einem Oxidationskatalysator und/oder einem NOx-Speicherkatalysator (34) in Strömungsrichtung des Abgases nachgeordnet ist. Exhaust treatment plant ( 10 ) according to claim 1, characterized in that the exhaust pipe ( 12 ) an oxidation catalyst and / or a NOx storage catalyst ( 34 ) is arranged downstream in the flow direction of the exhaust gas. Abgasbehandlungsanlage (10) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgasleitung (12) einem SCR-Katalysator (38) und/oder einem Partikelfilter in Strömungsrichtung des Abgases vorgeordnet ist. Exhaust treatment plant ( 10 ) according to claim 1, characterized in that the exhaust pipe ( 12 ) an SCR catalyst ( 38 ) and / or upstream of a particle filter in the flow direction of the exhaust gas. Abgasbehandlungsanlage (10) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Separationswand (20) derart zwischen dem Dosiermodul (22) und dem wenigstens einen Messsensor (24) angeordnet ist, dass die Separationswand (20) den wenigstens einen Messsensor (24) vom eingebrachten Abgasbehandlungsmittel abschirmt. Exhaust treatment plant ( 10 ) according to claim 1, characterized in that the separation wall ( 20 ) between the dosing module ( 22 ) and the at least one measuring sensor ( 24 ) is arranged, that the separation wall ( 20 ) the at least one measuring sensor ( 24 ) shields from the introduced exhaust gas treatment agent. Abgasbehandlungsanlage (10) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Separationswand (20) als ein Abschirmblech ausgeführt ist. Exhaust treatment plant ( 10 ) according to claim 1, characterized in that the separation wall ( 20 ) is designed as a shield. Brennkraftmaschine, gekennzeichnet durch eine motornah angeordnete Abgasbehandlungsanlage (10) gemäß Anspruch 1. Internal combustion engine, characterized by a exhaust gas treatment system arranged close to the engine ( 10 ) according to claim 1.
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