DE102016202235B4 - Verfahren zum Eindosieren eines Reduktionsmittels in einen Abgasstrang einer Verbrennungskraftmaschine - Google Patents

Verfahren zum Eindosieren eines Reduktionsmittels in einen Abgasstrang einer Verbrennungskraftmaschine Download PDF

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Abstract

Verfahren zum Eindosieren eines Reduktionsmittels in einen Abgasstrang (101) einer Verbrennungskraftmaschine (100), wobei der Abgasstrang (101)- in einer Abgasströmungsrichtung (104) aufeinanderfolgend eine erste Abgasnachbehandlungseinheit (108) und stromabwärts von der ersten eine zweite Abgasnachbehandlungseinheit (111) besitzt,- wobei die erste Abgasnachbehandlungseinheit (108) Teil einer Niederdruckabgasrückführungsschleife (110) ist und die zweite Abgasnachbehandlungseinheit (111) außerhalb Niederdruckabgasrückführungsschleife (110) angeordnet ist und wobei- eine Dosiereinrichtung (112) zum Eindosieren des Reduktionsmittels in den Abgasstrang (101) vorhanden ist, wobeizur Versorgung der zweiten Abgasnachbehandlungseinheit (111) mit Reduktionsmittel zumindest zeitweise stromaufwärts von der ersten Abgasnachbehandlungseinheit (108) für den momentanen Betriebszustand der ersten Abgasnachbehandlungseinheit (108) eine Übereindosierung an Reduktionsmittel vorgenommen wird, wobei überschüssiges Reduktionsmittel zusammen mit Abgas in die zweite Abgasnachbehandlungseinheit (111) strömt und während des Überströmens von überschüssigem Reduktionsmittel in die zweite Abgasnachbehandlungseinheit (111) die Niederdruckabgasrückführung unterbunden wird,dadurch gekennzeichnet, dassals erste Abgasnachbehandlungseinheit (108) zumindest ein aktives Harnstoff-Dosiersystem und ein SCR-Katalysator oder eine Kombination aus SCR-Katalysator und Dieselpartikelfilter (SDPF) verwendet wird und dass als zweite Abgasnachbehandlungseinheit (111) zumindest ein SCR-Katalysator oder eine Kombination aus SCR-Katalysator und Dieselpartikelfilter (SDPF) verwendet wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Eindosieren eines Reduktionsmittels in einen Abgasstrang einer Verbrennungskraftmaschine nach dem Obergriff des Anspruchs 1.
  • Aus der DE 10 2008 002 366 A1 ist eine Abgasreinigungseinrichtung mit den Vorrichtungsmerkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 bekannt. In Abhängigkeit eines Betriebszustandes einer stromabwärts angeordneten zweiten Abgasreinigungseinrichtung wird Kraftstoff stromaufwärts vor einem Dieselpartikelfilter (erste Abgasreinigungseinrichtung) eingespritzt. Während der Einspritzdauer des Kraftstoffes ist eine Niederdruckabgasrückführungsschleife geschlossen.
  • Aus dem Stand der Technik ist ein grundsätzlicher Aufbau eines Abgasstranges einer Verbrennungskraftmaschine, wie nachfolgend anhand der 3 beschrieben, bekannt.
  • Eine derartige Verbrennungskraftmaschine 100 besitzt einen Abgasstrang 101 sowie eine Frischluftzuführung 102 und schematisch dargestellt eine Kraftstoffzuführung 103. In einer Strömungsrichtung 104 des Abgases gesehen besitzt der Abgasstrang 101 zunächst eine erste Abzweigstelle 105, an der eine Hochdruckabgasrückführungsschleife 106 (im Folgenden: HD-AGR-Schleife) abgeht. Auf die erste Abzweigstelle 105 folgend ist eine Turbine 107a eines Turboladers 107 angeordnet. Im weiteren Verlauf gelangt das Abgas, welches sich nach dem Verlassen der Turbine 107a auf einem niedrigeren Druckniveau befindet, in eine erste Abgasnachbehandlungseinheit 108. Nach Durchströmen der ersten Abgasnachbehandlungseinheit 108 ist im Abgasstrang 101 eine zweite Abzweigstelle 109 angeordnet, von der aus eine Niederdruckabgasrückführungsschleife 110 (im Folgenden ND-AGR-Schleife) abgeht. Nach der zweiten Abzweigstelle 109 befindet sich stromabwärts im Abgasstrang 101 eine zweite Abgasnachbehandlungseinheit 111.
  • Die erste Abgasnachbehandlungseinheit 108 sitzt dabei innerhalb der ND-AGR-Schleife 110. Die zweite Abgasnachbehandlungseinheit 111, die stromabwärts von der zweiten Abzweigung 109 angeordnet ist, befindet sich außerhalb der ND-AGR-Schleife 110. Vorgenanntes bedeutet, dass Abgas, welches durch die ND-AGR-Schleife 110 strömt, jedenfalls die erste Abgasnachbehandlungseinheit 108 durchströmen muss, nicht aber die zweite Abgasnachbehandlungseinheit 111 durchströmt.
  • Für die Abgasnachbehandlungseinheiten 108 und 111 können beispielsweise SCR-Katalysatoren, das heißt Einrichtungen zur Durchführung einer selektiven katalytischen Reduktion, verwendet werden. Gegebenenfalls können die Abgasnachbehandlungseinheiten 108 und 111 auch SCR-Katalysatoren sein, die auf einem Substrat, welches als Dieselpartikelfilter wirkt, angeordnet sind. Grundsätzlich kommen für die Verwendung als Abgasnachbehandlungseinheiten 108, 111 auch aktiv oder passiv genutzte Stickoxid-Speicher-Katalysatoren (lean NOx traps), Dieseloxidationskatalysatoren (DOCs), Dieselpartikelfilter (DPFs), Ammoniakoxidations-Katalysatoren und/oder passive SCR-Katalysatoren in Betracht.
  • Im Bereich der ersten Abgasnachbehandlungseinheit 108, bevorzugt stromaufwärts zu dieser, besitzt ein derartiger bekannter Abgasstrang 101 eine Dosiereinrichtung 112 für ein Reduktionsmittel. Aus Kostengründen ist es erstrebenswert, lediglich eine einzige Dosiereinrichtung 112 zur Versorgung eines Abgasstranges beider Abgasnachbehandlungseinheiten 108 und 110 zu verwenden. Mit einer solchen Dosiereinrichtung 112 wird das Reduktionsmittel, beispielsweise in Form einer wässrigen Harnstofflösung (AdBlue) dem Abgasstrom zudosiert. Die Abgasnachbehandlungseinrichtungen 108 und 110 können eine gewisse Menge an Reduktionsmittel speichern und zeitverzögert zur Reaktion mit Stickoxidbestandteilen des Abgases bereitstellen. Somit ist es nicht erforderlich, permanent Reduktionsmittel in stöchiometrisch erforderlichen Mengen zuzudosieren. So kann beispielsweise Ammoniak, welcher im Wege einer chemischen Reaktion aus der wässrigen Harnstofflösung entsteht, unter bestimmten Betriebsbedingungen zusammen mit dem Abgas die erste Abgasnachbehandlungseinheit 108 in Strömungsrichtung 104 verlassen. Ein solcher, sogenannter Ammoniak-Schlupf (ammonia slip) von der ersten Abgasnachbehandlungseinheit 108 hin zur zweiten Abgasnachbehandlungseinrichtung 111, ist nicht immer gewollt. Gründe für einen ungewollten Ammoniak-Schlupf können beispielsweise eine Überdosierung von Harnstoff oberhalb der maximalen Speicherkapazität der ersten Abgasnachbehandlungseinheit 108 sein. Weiterhin kommen in Frage:
    • - Ein Temperaturanstieg im Abgassystem, der die Speicherkapazität der Abgasnachbehandlungseinrichtung 108 reduziert und so ein Freisetzen, das heißt eine Desorption von Ammoniak aus der ersten Abgasnachbehandlungseinheit 108 bewirken kann.
    • - Ein weiterer Grund kann eine fortgeschrittene Alterung des SCR-Katalysators sein.
    • - Weitere Möglichkeiten, wann ein Ammoniak-Schlupf auftreten kann, können beispielsweise in einem gestörten Betrieb der Verbrennungskraftmaschine und/oder des Abgasnachbehandlungsstranges liegen.
    • - Ungünstige Betriebsbedingungen wie z. B. hohe Raumgeschwindigkeiten oder eine andersartige, ungewollte Ammoniakfreisetzung können ebenfalls zu einem sogenannten „ammonia slip“, das heißt einem Ammoniak-Schlupf, führen.
  • Ein solcher Anteil an ungewollt transportiertem Ammoniak von der ersten Abgasnachbehandlungseinheit 108 hin zur zweiten Abgasnachbehandlungseinheit 111 kann bewirken, dass sich in dem Abgas, welches innerhalb der ND-AGR-Schleife 110 der Verbrennungskraftmaschine 100 zurück- und zugeführt wird, in ungewollter Art und Weise Ammoniak enthalten ist, wenn die ND-AGR-Schleife 110 aktiv ist. Dies bewirkt eine gewisse Verlustmenge an Reduktionsmittel und erhöht somit den Verbrauch an Reduktionsmittel, z. B. den AdBlue-Verbrauch. Eine weitere unerwünschte Folge hiervon kann sein, dass die Gesamtemission an NOx-Abgasen ansteigen kann, da zurückgeführtes Ammoniak während der Verbrennung in der Verbrennungskraftmaschine oxidiert wird und somit NOx entstehen kann.
  • Weiterhin wird es als nachteilig angesehen, dass ein Kondensat gebildet werden kann, welches Harnstoff oder dessen Zerfallsprodukte enthält, wobei ein solches Kondensat potentiell korrosive Eigenschaften haben kann.
  • Ein weiterer Nachteil ist, dass die zweite Abgasnachbehandlungseinheit 111 für deren optimalen Betrieb gegebenenfalls zu wenig Ammoniak erhält, sodass der Beitrag der zweiten Abgasnachbehandlungseinheit 111 zur Gesamtumwandlung von NOx in unschädliche Abgase nicht ausreichend hoch ist.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Eindosieren eines Reduktionsmittels in einen Abgasstrang anzugeben, bei dem:
    • - eine Rückzirkulation von Reduktionsmittel zur Verbrennungsmaschine zumindest weitgehend verhindert ist.
    • - Des Weiteren soll es mit dem erfindungsgemäßen Verfahren möglich sein, für eine einer ersten Abgasnachbehandlungseinheit nachgeschaltete zweite Abgasnachbehandlungseinheit mit einer einzigen gemeinsamen Dosiereinrichtung innerhalb der ND-AGR-Schleife eine ausreichende Versorgung der zweiten, außerhalb der ND-AGR-Schleife liegenden Abgasnachbehandlungseinheit mit Reduktionsmittel sicherzustellen.
    • - Des Weiteren soll es das erfindungsgemäße Verfahren ermöglichen, den Reduktionsmittelverbrauch, insbesondere den Harnstoffverbrauch, zu reduzieren.
  • Die genannten Aufgaben werden mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Eindosieren eines Reduktionsmittels in einem Abgasstrang einer Verbrennungskraftmaschine ist zur Anwendung in Verbrennungskraftmaschinen vorgesehen, bei denen der Abgasstrang
    • - in einer Abgasströmungsrichtung aufeinanderfolgend eine erste Abgasnachbehandlungseinheit und stromabwärts von der ersten eine zweite Abgasnachbehandlungseinheit besitzt,
    • - wobei die erste Abgasnachbehandlungseinheit Teil einer Niederdruckabgasrückführungsschleife (ND-AGR-Schleife) ist und die zweite Abgasnachbehandlungseinheit außerhalb der ND-AGR-Schleife angeordnet ist und wobei
    • - eine Dosier-Einrichtung zum Eindosieren des Reduktionsmittels in den Abgasstrang vorhanden ist.
  • Zur Versorgung der zweiten Abgasnachbehandlungseinheit mit Reduktionsmittel erfolgt zumindest zeitweise stromaufwärts von der ersten Abgasnachbehandlungseinheit für den momentanen Betriebszustand der ersten Abgasnachbehandlungseinheit eine Übereindosierung an Reduktionsmittel, wobei überschüssiges Reduktionsmittel zusammen mit Abgas in die zweite Abgasnachbehandlungseinheit strömt und während des Überströmens von überschüssigem Reduktionsmittel in die zweite Abgasnachbehandlungseinheit die Niederdruckabgasrückführung (ND-AGR) unterbunden wird.
  • Als erste Abgasnachbehandlungseinheit wird erfindungsgemäß zumindest ein aktives Harnstoff-Dosiersystem und ein SCR-Katalysator oder eine Kombination aus SCR-Katalysator und Dieselpartikelfilter verwendet. Als zweite Abgasnachbehandlungseinheit wird erfindungsgemäß zumindest ein SCR-Katalysator oder eine Kombination aus SCR-Katalysator und Dieselpartikelfilter verwendet. Derartige Katalysatoren haben die Eigenschaft, eine bestimmte Menge an Reduktionsmittel speichern und somit bevorraten zu können.
  • Mittels des erfindungsgemäß bewusst und absichtlich herbeigeführten „Ammoniakschlupfes“ (d. h. dem Ammoniaktransport von der ersten Abgasnachbehandlungseinheit hin zur zweiten Abgasnachbehandlungseinheit aufgrund von Übereindosierung von Reduktionsmittel vor der ersten Abgasnachbehandlungseinheit) kann eine Speicherung von Reduktionsmittel in Form von Ammoniak in der zweiten Abgasnachbehandlungseinheit in ausreichender Menge gewährleistet werden.
  • Durch dieses erfindungsgemäße Verfahren gelingt es, mit einer einzigen Eindosiervorrichtung zwei Abgasnachbehandlungseinheiten mit einer erforderlichen Menge an Reduktionsmittel zu versorgen. Dies gelingt, ohne in unbeabsichtigter Art und Weise über eine ND-AGR-Schleife Reduktionsmittel in ungewollter Art und Weise der Verbrennungskraftmaschine zuzuführen. Trotzdem ist es aber möglich, eine stromabwärts gelegene zweite Abgasnachbehandlungseinheit durch gezielten Reduktionsmitteltransport, das heißt durch gezielten Ammoniak-Schlupf, von der einen Eindosierstelle zusammen mit dem Abgas zu ermöglichen. Eine Übereindosierung erfolgt dabei derart, dass die Menge des eindosierten Reduktionsmittels so groß gewählt wird, dass beim momentanen Betriebszustand der ersten Abgasnachbehandlungseinheit Reduktionsmittel mit dem Abgas mitgerissen wird und der zweiten Abgasnachbehandlungseinheit zugeführt wird. Während dieses Reduktionsmitteltransportes wird erfindungsgemäß die ND-AGR unterbunden. Nach Abschluss des Reduktionsmitteltransportes kann die ND-AGR-Schleife erneut geöffnet werden, so dass erneut eine Niederdruckabgasrückführung stattfinden kann. Während dieser Zeit ist die eindosierte Menge des Reduktionsmittels idealerweise so gewählt, dass möglichst kein Reduktionsmittel aus der ersten Abgasnachbehandlungseinheit mitgerissen wird und so in den Niederdruckabgasstrom gelangen kann. Während der Zeitspanne, in der die ND-AGR-Schleife geöffnet ist, erfolgt somit die mengenmäßige Eindosierung des Reduktionsmittels in Abhängigkeit des Betriebszustandes der ersten Abgasnachbehandlungseinheit.
  • Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist vorteilhaft vermieden, dass sich Kondensate bilden, die überschüssiges Reduktionsmittel, beispielsweise Harnstoff, enthalten. Eine durch solche Kondensate gegebenenfalls begründete Korrosionsneigung ist somit vermindert oder gar ausgeschlossen.
  • Durch eine verbesserte Versorgung der zweiten Abgasnachbehandlungseinheit mit Reduktionsmittel kann die Erfindung dazu beitragen, die Gesamtmenge des reduzierten NOx-Abgasanteiles der Verbrennungskraftmaschine zu erhöhen und somit zur Verbesserung der Abgassituation der Verbrennungskraftmaschine beitragen.
  • Des Weiteren ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren, die Menge an durch die Verbrennungskraftmaschine erzeugten NOx-Abgasbestandteilen zu reduzieren, da beispielsweise bei Verwendung von Harnstoff als Reduktionsmittel keine Zuführung von Ammoniak zur Verbrennungskraftmaschin erfolgt. Dadurch, dass nicht in unbeabsichtigter Art und Weise Reduktionsmittel über die ND-AGR der Verbrennungskraftmaschine zugeführt wird, erfolgt der Einsatz des Reduktionsmittels effektiver, so dass ein Verbrauch an Reduktionsm ittelsinkt.
  • Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist es, dass eine aufgeteilte Katalysatoranordnung mit einer ersten Abgasnachbehandlungseinheit in der ND-AGR-Schleife und einer zweiten Abgasnachbehandlungseinheit außerhalb derselben mit lediglich einer Eindosierstelle und somit gegebenenfalls auch lediglich mit einer Eindosiereinrichtung in einfacher Art und Weise mit Reduktionsmittel versorgbar ist.
  • In einer besonderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zumindest während der Unterbindung der ND-AGR eine Hochdruckabgasrückführung (HD-AGR) aktiviert. Hierdurch können beim erfindungsgemäßen Verfahren die für eine Hochdruckabgasrückführung bekannten Vorteile genutzt werden. Alternativ kann zu einer HD-AGR auch temporär, d. h. während der Unterbindung der Niederdruckabgasrückführung keine Abgasrückführung anderer Art aktiviert sein.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung zwischen zwei Überströmphasen, das heißt zwischen zwei Phasen des Reduktionsmittelschlupfs, während denen übermäßig eindosiertes Reduktionsmittel mit dem Abgasstrom von der ersten Abgasnachbehandlungseinheit zur zweiten Abgasnachbehandlungseinheit gelangt, findet wie folgt statt:
    • Die Eindosierung des Reduktionsmittels wird hinsichtlich der Menge derart vorgenommen, dass sie in Abhängigkeit des Betriebszustandes der ersten Abgasnachbehandlungseinheit für deren momentanen Betriebszustand in ausreichendem Maße erfolgt, aber keine Überdosierung stattfindet, in der entweder der momentane Reduktionsmittelverbrauch oder das Speichervermögen an Reduktionsmittel der ersten Abgasnachbehandlungseinheit überschritten wird. Hierdurch gelingt es, dass während der Zeit zwischen zwei Überströmphasen der Abgasstrom nach der ersten Abgasnachbehandlungseinheit kein oder nahezu kein Reduktionsmittel enthält.
  • Zweckmäßiger Weise wird die erfindungsgemäß vorgenommene Übereindosierung des Reduktionsmittels begonnen, wenn eine Beladung der zweiten Abgasnachbehandlungseinheit mit Reduktionsmittel einen vorbestimmten Wert unterschreitet. Hierdurch wird sichergestellt, dass auch die zweite stromabwärtsgelegene Abgasnachbehandlungseinheit während des Betriebs der Verbrennungskraftmaschine mit ausreichend Reduktionsmittel versorgt ist.
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
    • 1: schematisch einen Abgasstrang einer Verbrennungskraftmaschine in einem ersten Betriebszustand mit einer geöffneten ND-AGR-Schleife, das heißt mit aktiver Niederdruckabgasrückführung (ND-AGR);
    • 2: den Abgasstrang der Verbrennungskraftmaschine gemäß 1 in einem zweiten Betriebszustand, in dem die ND-AGR-Schleife geschlossen ist und die ND-AGR unterbunden ist;
    • 3: schematisch den Abgasstrang einer Verbrennungskraftmaschine, der nach einem Verfahren aus dem Stand der Technik arbeitet.
  • In einem ersten Betriebszustand gemäß 1 wird die Verbrennungskraftmaschine 100, insbesondere deren Abgasstrang 101 derart betrieben, dass die ND-AGR-Schleife 110 geöffnet ist, sodass an der zweiten Abzweigstelle 109 ein Teilstrom 113 des Abgases über die ND-AGR-Schleife 110 der Verbrennungskraftmaschine 100 zugeleitet wird. Mittels der einzigen, im Abgasstrang vorhandenen Eindosiereinrichtung 112 wird Reduktionsmittel, insbesondere Harnstoff (AdBlue) in einer derartigen Menge in den Abgasstrang 101 eindosiert, dass in einer ersten Abgasnachbehandlungseinheit 108 mit einem SCR-Katalysator oder einer Kombination aus SCR-Katalysator und Dieselpartikelfilter ein möglichst vollständiger Verbrauch des eindosierten Reduktionsmittels erfolgt, mit dem Ergebnis, dass in Strömungsrichtung 104 gesehen nach der ersten Abgasnachbehandlungseinheit 108 kein oder nahezu kein Reduktionsmittel im Abgas enthalten ist, welches stromabwärts von der ersten Abgasnachbehandlungseinheit 108 zur zweiten Abgasnachbehandlungseinheit 111, die außerhalb der ND-AGR-Schleife 110 angeordnet ist, gelangt. Als zweite Abgasnachbehandlungseinheit 11 wird zumindest ein SCR-Katalysator oder eine Kombination aus SCR-Katalysator und Dieselpartikelfilter verwendet.
  • In diesem Betriebszustand ist im Bereich der zweiten Abzweigstelle 109 sichergestellt, dass der Teilstrom 113 des Abgases in die ND-AGR-Schleife 110 gelangen kann und somit eine Niederdruckabgasrückführung für die Verbrennungskraftmaschine 100 stattfindet. In diesem Betriebszustand verfügt die zweite Abgasnachbehandlungseinheit 111 über genug Vorräte an Reduktionsmittel, sodass die zweite Abgasnachbehandlungseinheit 111 einen wirksamen Beitrag zur weiteren Reduzierung von NOx-Abgasbestandteilen im Abgasstrom leisten kann. In diesem Betriebszustand wird aufgrund einer Nichtnachführung von Reduktionsmittel der Reduktionsmittelvorrat der zweiten Abgasnachbehandlungseinheit 111 sukzessive aufgebraucht. Unterschreitet dieser Vorrat einen bestimmten Schwellenwert, so wird nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ein zweiter Betriebszustand eingeleitet.
  • Ein solcher zweiter Betriebszustand ist nachfolgend im Zusammenhang mit der 2 beschrieben.
  • Der zweite Betriebszustand zeichnet sich dadurch aus, dass die ND-AGR für eine bestimmte Zeit unterbunden ist. Beispielsweise ist ein Niederdruckabgasrückführungsventil 114, welches innerhalb der ND-AGR-Schleife 110 angeordnet ist, geschlossen. Das gesamte Abgas, welches von der Verbrennungsmaschine 100 herrührt, strömt gemäß einer ersten Variante durch die erste und zweite Abgasnachbehandlungseinheit 108, 111. Gemäß einer zweiten Variante ist der Abgasstrom, welcher die erste und die zweite Abgasnachbehandlungseinheit 108, 111 durchströmt, um einen zweiten Teilstrom 115 vermindert, welcher im Rahmen einer Hochdruckabgasrückführung durch die HD-AGR-Schleife 106 der Verbrennungskraftmaschine erneut zugeführt wird.
  • In dem in der 2 schematisch dargestellten Betriebszustand wird mittels der Dosiereinrichtung 112 Reduktionsmittel in einer für den momentanen Betriebszustand der ersten Abgasnachbehandlungseinheit 108 übermäßig großen Menge dem Abgasstrom zugesetzt. Dies bewirkt, dass ein Teil des stromaufwärts von der ersten Abgasnachbehandlungseinheit 108 eindosierten Reduktionsmittels, zum Beispiel Harnstoff, zusammen mit dem Abgas die erste Abgasnachbehandlungseinheit 108 passiert und der zweiten Abgasnachbehandlungseinheit 111 zugeleitet wird. Durch das erfindungsgemäße Unterbinden der ND-AGR während dieses Betriebszustandes gelangt kein Reduktionsmittel enthaltendes Abgas über die ND-AGR-Schleife 110 zurück zur Verbrennungskraftmaschine 100. Hierdurch wird somit in beabsichtigter Art und Weise ein Reduktionsmittelschlupf, das heißt ein beabsichtigter Transport von überschüssigem Reduktionsmittel, von der ersten Abgasnachbehandlungseinheit 108 hin zur zweiten Abgasnachbehandlungseinheit 111 gewährleistet. Während dieses sogenannten Reduktionsmittelschlupfes, das heißt einem effektiven Reduktionsmitteltransport hin zur zweiten Abgasnachbehandlungseinheit 111, erfolgt dies in einer derartig großen Menge, dass ein Speichervermögen der zweiten Abgasnachbehandlungseinheit 111 mit dem Reduktionsmittel aufgefüllt wird, sodass für einen nachfolgenden erneuten Betrieb der Verbrennungskraftmaschine 100 bzw. des Abgasstrangs im ersten Betriebszustand gemäß 1 genügend Reduktionsmittel in der Abgasnachbehandlungseinheit 111 bevorratet ist. Diese ist dann wiederum in der Lage, für einen bestimmten Zeitraum an einer wirksamen Abgasreinigung hinsichtlich der NOx-Bestandteile teilzunehmen.
  • Nach erfolgter Befüllung der zweiten Abgasnachbehandlungseinheit 111 mit Reduktionsmittel durch die einzige im Abgasstrang 101 vorhandene Eindosiereinrichtung 112, welche stromaufwärts von der ersten Abgasnachbehandlungseinheit 108 angeordnet ist, gelingt es, unter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens in einfacher Art und Weise den Gesamtumsetzungsgrad an NOx-Bestandteilen im Abgas gegenüber dem Stand der Technik zu erhöhen. Des Weiteren gelingt es, die unbeabsichtigte Zufuhr von Reduktionsmittel über die ND-AGR-Schleife 110 hin zur Verbrennungskraftmaschine 100 zu verhindern, sodass ein primärer NOx-Ausstoß der Verbrennungskraftmaschine 100 ebenfalls verringert ist.
  • Bezugszeichenliste
    • 100
    Verbrennungskraftmaschine
    101
    Abgasstrang
    102
    Frischluftzuführung
    103
    Kraftstoffzuführung
    104
    Strömungsrichtung
    105
    erste Abzweigstelle
    106
    Hochdruckabgasrückführungsschleife; HD-AGR-Schleife
    107
    Turbolader
    107a
    Turbine
    108
    erste Abgasnachbehandlungseinheit
    109
    zweite Abzweigstelle
    110
    ND-AGR-Schleife; Niederdruckabgasrückführungsschleife
    111
    zweite Abgasnachbehandlungseinheit
    112
    Dosiereinrichtung
    113
    Teilstrom
    114
    ND-AGR-Ventil
    115
    zweiter Teilstrom

Claims (5)

  1. Verfahren zum Eindosieren eines Reduktionsmittels in einen Abgasstrang (101) einer Verbrennungskraftmaschine (100), wobei der Abgasstrang (101) - in einer Abgasströmungsrichtung (104) aufeinanderfolgend eine erste Abgasnachbehandlungseinheit (108) und stromabwärts von der ersten eine zweite Abgasnachbehandlungseinheit (111) besitzt, - wobei die erste Abgasnachbehandlungseinheit (108) Teil einer Niederdruckabgasrückführungsschleife (110) ist und die zweite Abgasnachbehandlungseinheit (111) außerhalb Niederdruckabgasrückführungsschleife (110) angeordnet ist und wobei - eine Dosiereinrichtung (112) zum Eindosieren des Reduktionsmittels in den Abgasstrang (101) vorhanden ist, wobei zur Versorgung der zweiten Abgasnachbehandlungseinheit (111) mit Reduktionsmittel zumindest zeitweise stromaufwärts von der ersten Abgasnachbehandlungseinheit (108) für den momentanen Betriebszustand der ersten Abgasnachbehandlungseinheit (108) eine Übereindosierung an Reduktionsmittel vorgenommen wird, wobei überschüssiges Reduktionsmittel zusammen mit Abgas in die zweite Abgasnachbehandlungseinheit (111) strömt und während des Überströmens von überschüssigem Reduktionsmittel in die zweite Abgasnachbehandlungseinheit (111) die Niederdruckabgasrückführung unterbunden wird, dadurch gekennzeichnet, dass als erste Abgasnachbehandlungseinheit (108) zumindest ein aktives Harnstoff-Dosiersystem und ein SCR-Katalysator oder eine Kombination aus SCR-Katalysator und Dieselpartikelfilter (SDPF) verwendet wird und dass als zweite Abgasnachbehandlungseinheit (111) zumindest ein SCR-Katalysator oder eine Kombination aus SCR-Katalysator und Dieselpartikelfilter (SDPF) verwendet wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest während der Unterbindung der Niederdruckabgasrückführung eine Hochdruckabgasrückführung aktiviert wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest während der Unterbindung der Niederdruckabgasrückführung keine Abgasrückführung anderer Art aktiviert wird.
  4. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen zwei Überströmphasen die Eindosierung des Reduktionsmittels in Abhängigkeit des Betriebszustandes der ersten Abgasnachbehandlungseinheit (108) derart erfolgt, dass der Abgasstrom nach der ersten Abgasnachbehandlungseinheit (108) kein oder nahezu kein Reduktionsmittel enthält.
  5. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Übereindosierung des Reduktionsmittels begonnen wird, wenn eine Beladung der zweiten Abgasnachbehandlungseinheit (111) mit Reduktionsmittel einen vorbestimmten Wert unterschreitet.
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