DE102017128853A1 - Exhaust after-treatment system for an internal combustion engine and method for operating an internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Verbrennungsmotor (10) mit einem Abgasnachbehandlungssystem (20). Das Abgasnachbehandlungssystem (20) umfasst einen offenen Partikelfilter (22), dem eine Abgasnachbehandlungskomponente zur Reduzierung der Stickoxidemissionen (24, 38) nachgeschaltet ist. Der Verbrennungsmotor (10) ist als selbstzündenden Verbrennungsmotor (10) nach dem Dieselprinzip ausgeführt und wird mit einem Sonderkraftstoff (52) betrieben, welcher mindestens 5 % eines C1-Kraftstoffes, insbesondere eines Oxymethylenethers (OME) enthält.
Ferner wird ein Verfahren zur Betreiben eines solchen Verbrennungsmotors (10) vorgeschlagen, wobei bei Erkennen einer Fehlbetankung mit konventionellem, fossilem Dieselkraftstoff geeignete Maßnahmen, insbesondere eine Einschränkung der Motorleistung, des Drehmoments und/oder des Dynamikbetriebs eingeleitet werden, um die Rohemissionen an Partikeln zu reduzieren und trotz der Fehlbetankung die gültigen Abgasemissionen einzuhalten.
The invention relates to an internal combustion engine (10) with an exhaust aftertreatment system (20). The exhaust aftertreatment system (20) comprises an open particle filter (22), which is followed by an exhaust aftertreatment component for reducing nitrogen oxide emissions (24, 38). The internal combustion engine (10) is designed as a self-igniting internal combustion engine (10) according to the diesel principle and is operated with a special fuel (52) which contains at least 5% of a C1 fuel, in particular an oxymethylene ether (OME).
Furthermore, a method for operating such an internal combustion engine (10) is proposed, wherein upon detection of incorrect refueling with conventional, fossil diesel fuel suitable measures, in particular a limitation of the engine power, the torque and / or the dynamic operation are initiated to reduce the raw emissions of particles and to comply with the valid exhaust emissions despite the misfueling.
Description
Die Erfindung betrifft ein Abgasnachbehandlungssystem für einen Verbrennungsmotor sowie ein Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors mit einem Sonderkraftstoff.The invention relates to an exhaust aftertreatment system for an internal combustion engine and to a method for operating an internal combustion engine with a special fuel.
Die aktuelle und eine zukünftig immer schärfer werdende Abgasgesetzgebung stellen hohe Anforderungen an die motorischen Rohemissionen und die Abgasnachbehandlung von Verbrennungsmotoren. Dabei stellen die Forderungen nach einem weiter sinkenden Verbrauch und die weitere Verschärfung der Abgasnormen hinsichtlich der zulässigen Stickoxid-Emissionen eine Herausforderung für die Motorenentwickler dar. Bei Ottomotoren erfolgt die Abgasreinigung in bekannter Weise über einen Drei-Wege-Katalysator, sowie dem Drei-Wege-Katalysator vor- und nachgeschaltete weitere Katalysatoren. Bei Dieselmotoren finden aktuell Abgasnachbehandlungssysteme Verwendung, welche einen Oxidationskatalysator oder einen NOx-Speicherkatalysator, einen Katalysator zur selektiven katalytischen Reduktion von Stickoxiden (SCR-Katalysator) sowie einen Partikelfilter zur Abscheidung von Rußpartikeln und gegebenenfalls weitere Katalysatoren aufweisen. Nach dem aktuellen Stand der Technik ist ein solcher Partikelfilter zum Erreichen der Partikelgrenzwerte der Abgasnorm EU5 oder strenger notwendig. Dabei werden geschlossene Partikelfilter genutzt, welche periodisch regeneriert werden müssen, was durch eine thermische Regeneration, das heißt durch einen Rußabbrand der im Partikelfilter zurückgehaltenen Partikel, erfolgt. Ferner sind beschichtete Partikelfilter bekannt, welche eine Beschichtung zur selektiven, katalytischen Reduktion von Stickoxiden aufweisen und somit die Funktion eines SCR-Katalysators beinhalten. Als Reduktionsmittel wird dabei bevorzugt Ammoniak verwendet. Weil der Umgang mit reinem Ammoniak aufwendig ist, wird bei Fahrzeugen üblicherweise eine synthetische, wässrige Harnstofflösung verwendet, die in einer dem SCR-Katalysator vorgeschalteten Mischeinrichtung mit dem heißen Abgasstrom vermischt wird. Durch diese Vermischung wird die wässrige Harnstofflösung erhitzt, wobei die wässrige Harnstofflösung Ammoniak im Abgaskanal freisetzt. Eine handelsübliche, wässrige Harnstofflösung setzt sich im Allgemeinen aus 32,5 % Harnstoff und 67,5 % Wasser zusammen.The current and increasingly stringent future exhaust gas legislation places high demands on the engine raw emissions and the exhaust aftertreatment of internal combustion engines. The demands for a further reduction in consumption and the further tightening of emission standards with regard to permissible nitrogen oxide emissions pose a challenge to engine developers. In gasoline engines, exhaust gas purification takes place in a known manner via a three-way catalytic converter, as well as the three-way catalytic converter. Catalyst upstream and downstream further catalysts. Exhaust aftertreatment systems are currently used in diesel engines which have an oxidation catalytic converter or a NOx storage catalytic converter, a catalyst for the selective catalytic reduction of nitrogen oxides (SCR catalytic converter) and a particle filter for separating soot particles and optionally further catalysts. According to the current state of the art, such a particulate filter is necessary for achieving the particulate limit values of the EU5 emission standard or more stringently. In this case, closed particle filters are used, which must be regenerated periodically, which is done by a thermal regeneration, that is by a Rußabbrand the particles retained in the particle filter. Furthermore, coated particle filters are known which have a coating for the selective, catalytic reduction of nitrogen oxides and thus include the function of an SCR catalyst. The reducing agent used is preferably ammonia. Because the handling of pure ammonia is complicated, in vehicles usually a synthetic, aqueous urea solution is used, which is mixed in a SCR catalyst upstream mixing device with the hot exhaust gas stream. By this mixing, the aqueous urea solution is heated, wherein the aqueous urea solution releases ammonia in the exhaust gas passage. A commercial, aqueous urea solution is generally composed of 32.5% urea and 67.5% water.
Aus der
Aus der
Die
Nachteilig an den bekannten Lösungen ist jedoch, dass geschlossene Partikelfilter den Abgasgegendruck signifikant erhöhen und der Abgasgegendruck durch die Beladung weiter zunimmt. Daher müssen geschlossene Partikelfilter in regelmäßigen Abständen, üblicherweise bei einer Partikelbeladung von ca. 4 g Partikelmasse pro dm3 Filtervolumen thermisch durch einen Abbrand der Partikel regeneriert werden. Dies führt zu einem entsprechenden Mehrverbrauch des Verbrennungsmotors und kann während der Regeneration des Partikelfilters zu erhöhten Schadstoffemissionen führen.A disadvantage of the known solutions, however, is that closed particulate filter significantly increase the exhaust back pressure and the exhaust back pressure increases further by the load. Therefore, closed particle filters must be regenerated at regular intervals, usually at a particle loading of about 4 g of particle mass per dm 3 filter volume thermally by burning of the particles. This leads to a corresponding additional consumption of the internal combustion engine and can lead to increased pollutant emissions during the regeneration of the particulate filter.
Ferner sind aus dem Stand der Technik offene Partikelfilter, die auch als Partikelminderungssysteme oder Partikelminderungskatalysatoren bezeichnet werden, welche jedoch aufgrund ihrer vergleichsweise geringen Partikelspeicherfähigkeit nicht imstande sind, bei Dieselmotoren eine Minderung der Partikelemissionen zu gewährleisten, welche ausreichend wäre, um die Abgasnorm EU5 oder einer schärfere Abgasnorm zu erfüllen.Furthermore, from the prior art open particle filters, which are also referred to as particle reduction systems or particulate reduction catalysts, but which are not able to ensure a reduction of particulate emissions in diesel engines due to their comparatively low particle storage capacity, which would be sufficient to meet the EU5 emission standard or a stricter emission standard.
Aufgabe der Erfindung ist es, den Abgasgegendruck möglichst gering zu halten und mit einem möglichst einfachen und kostengünstigen Abgasnachbehandlungssystem die aktuellen und zukünftigen Emissionsgrenzwerte einzuhalten sowie die aus dem Gebrauch von C1-Kraftstoffen spezifischen Rohemissionen (zum Beispiel Oxigenate) zu reduzieren.The object of the invention is to keep the exhaust gas back pressure as low as possible and to comply with the current and future emission limit values with a simple and inexpensive exhaust aftertreatment system and to reduce the raw emissions (for example oxygenates) specific to the use of C1 fuels.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch einen Verbrennungsmotor mit einem Kraftstoffsystem und einem Abgasnachbehandlungssystem gelöst, wobei das Abgasnachbehandlungssystem eine Partikelminderungseinheit und eine der Partikelminderungseinheit nachgeschaltete Abgasnachbehandlungskomponente zur Reduzierung der Stickoxid-Emissionen aufweist. Die Partikelminderungseinheit ist als offener Partikelfilter und der Verbrennungsmotor als selbstzündender Verbrennungsmotor nach dem Dieselprinzip ausgeführt. Der Verbrennungsmotor wird mit einem Sonderkraftstoff betrieben, welcher mindestens 5 % eines C1-Kraftstoffes aufweist. C1-Kraftstoffe sind Kraftstoffe, bei denen keine chemischen Bindungen zwischen zwei Kohlenstoffatomen vorhanden sind. Solche C1-Kraftstoffe verbrennen praktisch rußfrei. Auch bei einer Mischung eines C1-Kraftstoffes mit einem anderen Kraftstoff sind bezüglich der Rußemissionen überproportional zum Mischungsverhältnis Absenkungen der Rußemissionen möglich. Durch einen offenen Partikelfilter kann der Abgasgegendruck gegenüber einem geschlossenen Dieselpartikelfilter abgesenkt werden, was zu einer Verringerung des Verbrauchs führt. Zusätzlich ist keine periodische Regeneration des Partikelfilters notwendig, sodass Regenerationsphasen mit Mehrverbrauch und erhöhten Emissionen vermieden werden.According to the invention, this object is achieved by an internal combustion engine having a fuel system and an exhaust aftertreatment system, the exhaust aftertreatment system having a particle reduction unit and an exhaust aftertreatment component downstream of the particle reduction unit for reducing nitrogen oxide emissions. The particle reduction unit is designed as an open particle filter and the internal combustion engine as a self-igniting internal combustion engine according to the diesel principle. The internal combustion engine is operated with a special fuel, which has at least 5% of a C1 fuel. C1 fuels are fuels in which there are no chemical bonds between two carbon atoms. Such C1 fuels burn virtually free of soot. Even with a mixture of a C1 fuel with another fuel reductions in soot emissions are disproportionate to the mixing ratio of the soot emissions possible. Through an open particle filter, the exhaust backpressure can be lowered compared to a closed diesel particulate filter, resulting in a reduction in consumption. In addition, no periodic regeneration of the particulate filter is necessary so that regeneration phases with increased consumption and increased emissions are avoided.
Ein offener Partikelfilter, welcher auch als Partikelkatalysator bezeichnet wird, ist ein kontinuierlich katalytisch regenerierendes Partikelminderungssystem. In Partikelkatalysatoren werden bei genügend hohen Temperaturen und NO2-Konzentrationen die dort eingelagerten Partikel oxidiert und so der offene Partikelfilter nach dem sogenannten CRT-Prinzip (CRT:Continuous Regenerating Trap) kontinuierlich regeneriert. Das Stickstoffdioxid entsteht aus Stickstoffoxid im vorgeschalteten Oxidationskatalysator und gegebenenfalls an katalytisch beschichteten Oberflächen im offenen Partikelfilter. Die Struktur des offenen Partikelfilters sorgt dafür, dass Partikel kurzzeitig an der Filteroberfläche festgehalten werden und mit dem kontinuierlich strömenden Stickstoffdioxid umgesetzt werden. Die Speicherfähigkeit eines offenen Partikelfilters ist im Vergleich zu bekannten geschlossenen Partikelfiltern klein. Während die Speicherfähigkeit eines geschlossenen Partikelfilters bei mehr als 5 g pro Liter Filtervolumen liegt, ist die Speicherfähigkeit eines offenen Partikelfilters wesentlich kleiner als 1 g pro Liter Filtervolumen. Daher kommt es im Betrieb des offenen Partikelfilters nur zu einem sehr geringen Anstieg des Abgasgegendrucks durch eine Beladung des Filters. Anders als bei geschlossenen Partikelfiltern ist auch keine gezielte Erhöhung der Abgastemperatur zur Regeneration des Partikelfilters notwendig.An open particulate filter, which is also referred to as a particulate catalyst, is a continuously catalytically regenerating particulate reduction system. In particle catalysts, the particles stored there are oxidized at sufficiently high temperatures and NO 2 concentrations, and so the open particle filter is continuously regenerated according to the so-called CRT (Continuous Regenerating Trap) principle. The nitrogen dioxide is formed from nitrogen oxide in the upstream oxidation catalyst and optionally at catalytically coated surfaces in the open particle filter. The structure of the open particle filter ensures that particles are briefly held on the filter surface and reacted with the continuously flowing nitrogen dioxide. The storage capacity of an open particle filter is small compared to known closed particle filters. While the storage capacity of a closed particulate filter is greater than 5 grams per liter of filter volume, the storage capacity of an open particulate filter is significantly less than 1 gram per liter of filter volume. Therefore, in the operation of the open particulate filter only a very small increase of the exhaust gas back pressure occurs due to a loading of the filter. Unlike closed-loop particulate filters, there is no need to specifically increase the exhaust gas temperature for regeneration of the particulate filter.
Durch die in den abhängigen Ansprüchen genannten Merkmale sind vorteilhafte Verbesserungen und Weiterentwicklungen des im unabhängigen Anspruch genannten Verbrennungsmotors möglich.Due to the features mentioned in the dependent claims, advantageous improvements and further developments of the internal combustion engine mentioned in the independent claim are possible.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der C1-Kraftstoff ein Oxymethylenether (OME) ist. Ein Oxymethlyenether ist ein besonders einfach und kostengünstig herstellbarer Vertreter der C1-Kraftstoffe, mit welchen die beschriebenen positiven Effekte auf die Minderung der Partikelrohemissionen bei der Verbrennung des Kraftstoffs in den Brennräumen des Verbrennungsmotors erreicht werden können.In a preferred embodiment of the invention it is provided that the C1 fuel is an oxymethylene ether (OME). An oxymethylene ether is a particularly simple and cost-producible representative of the C1 fuels, with which the described positive effects on the reduction of the particle raw emissions during the combustion of the fuel in the combustion chambers of the internal combustion engine can be achieved.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der offene Partikelfilter ein elektrisches Heizelement aufweist. Durch ein elektrisches Heizelement kann die katalytische Wirkung des offenen Partikelfilters verbessert werden, insbesondere kann bei einem vorgeschalteten Oxygenat-Speicherkatalysator oder einer Beschichtung zur Zwischenspeicherung von Oxigenaten eine katalytische Aktivierung des Partikelfilters erreicht werden, bevor es zu einer thermischen Desorption der Oxygenaten kommt.In an advantageous embodiment of the invention it is provided that the open particle filter has an electrical heating element. By an electric heating element, the catalytic effect of the open particulate filter can be improved, in particular can be achieved in a upstream oxygenate storage catalyst or a coating for intermediate storage of oxygenates, a catalytic activation of the particulate filter before it comes to a thermal desorption of the oxygenates.
In einer weiteren Verbesserung des Abgasnachbehandlungssystems ist vorgesehen, dass die Abgasnachbehandlungskomponente zur Minderung der Stickoxidemissionen ein NOx-Speicherkatalysator oder ein SCR-Katalysator ist. Ein NOx-Speicherkatalysator ist ein wirksamer und kostengünstiger Katalysator zur Minderung der Stickoxid-Emissionen. Dabei können ein oder mehrere NOx-Speicherkatalysatoren in der Abgasanlage vorgesehen sein. Ein SCR-Katalysator ist im Vergleich zu einem NOx-Speicherkatalysator teurer, bietet aber in seinem katalytisch wirksamen Temperaturbereich eine nochmals bessere Möglichkeit zur Reduzierung der Stickoxidemissionen. Ferner ist es möglich, dem SCR-Katalysator noch einen NOx-Speicherkatalysator nachzuschalten.In a further improvement of the exhaust aftertreatment system, it is provided that the exhaust aftertreatment component for reducing the nitrogen oxide emissions is a NOx storage catalytic converter or an SCR catalytic converter. An NOx storage catalyst is an effective and cost effective catalyst for reducing nitrogen oxide emissions. In this case, one or more NOx storage catalytic converters can be provided in the exhaust system. An SCR catalytic converter is more expensive than a NOx storage catalytic converter, but in its catalytically effective temperature range offers even better possibilities for reducing nitrogen oxide emissions. Furthermore, it is possible for the SCR catalytic converter to be followed by a NOx storage catalytic converter.
Besonders bevorzugt ist dabei, wenn die Komponente zur Minderung der Stickoxid-Emissionen ein SCR-Katalysator ist und stromabwärts des offenen Partikelfilters und stromaufwärts des SCR-Katalysators ein Dosiermodul zur Eindosierung eines Reduktionsmittels in die Abgasanlage vorgesehen ist. Der SCR-Katalysator benötigt zur selektiven, katalytischen Reduktion von Stickoxiden ein geeignetes Reduktionsmittel. Vorzugsweise wird zur Reduktion von Stickoxiden wässrige Harnstofflösung in den Abgaskanal des Verbrennungsmotors eindosiert. Dabei ist eine Eindosierung stromabwärts des offenen Partikelfilters sinnvoll, damit das aus der wässrigen Harnstofflösung gewonnene Ammoniak nicht durch eine Beschichtung des Partikelfilters in Stickoxide umgesetzt wird und somit zu einer Emissionsverschlechterung führt.It is particularly preferred if the component for reducing the nitrogen oxide emissions is an SCR catalytic converter and downstream of the open particle filter and upstream of the SCR catalytic converter a metering module is provided for metering a reducing agent into the exhaust gas system. The SCR catalyst needs to be selective, catalytic reduction of nitrogen oxides is a suitable reducing agent. Preferably, aqueous urea solution is metered into the exhaust passage of the internal combustion engine for the reduction of nitrogen oxides. In this case, metering downstream of the open particle filter is expedient, so that the ammonia obtained from the aqueous urea solution is not converted into nitrogen oxides by a coating of the particle filter and thus leads to an emission deterioration.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Verbrennungsmotors ist vorgesehen, dass der offene Partikelfilter in Strömungsrichtung eines Abgases des Verbrennungsmotors durch eine Abgasanlage des Verbrennungsmotors als erste emissionsmindernde Abgasnachbehandlungskomponente angeordnet ist. Dadurch können die Partikel wirksam aus dem Abgas entfernt werden, bevor das Abgas in weitere Abgasnachbehandlungskomponenten strömt. Dadurch wird die Gefahr einer Beschädigung dieser weiteren Abgasnachbehandlungskomponenten durch Rußpartikel im Abgas reduziert.In a preferred embodiment of the internal combustion engine, it is provided that the open particle filter is arranged in the flow direction of an exhaust gas of the internal combustion engine through an exhaust system of the internal combustion engine as a first emission-reducing exhaust aftertreatment component. Thereby, the particles can be effectively removed from the exhaust gas before the exhaust gas flows into further exhaust aftertreatment components. This reduces the risk of damaging these further exhaust aftertreatment components by soot particles in the exhaust gas.
In einer weiteren Verbesserung der Erfindung ist vorgesehen, dass in der Abgasanlage des Verbrennungsmotors ein Oxigenat-Speicherkatalysator angeordnet ist oder der offene Partikelfilter mit einer Beschichtung zur Speicherung von Oxigenaten versehen ist. C1-Kraftstoffe haben den Nachteil, dass es bei der Verbrennung zu einem Anstieg der Aldehydemissionen kommen kann. Um diese Aldehydemissionen wirksam zu mindern, ist ein Oxigenat-Speicherkatalysator vorteilhaft, welcher die Aldehydemissionen solange zurückhalten kann, bis eine katalytische Beschichtung des offenen Partikelfilters ihre Wirksamkeit erreicht hat.In a further improvement of the invention, it is provided that an oxygenate storage catalytic converter is arranged in the exhaust system of the internal combustion engine or the open particle filter is provided with a coating for storing oxygenates. C1 fuels have the disadvantage that combustion can lead to an increase in aldehyde emissions. To effectively reduce these aldehyde emissions, an oxigenate storage catalyst is advantageous which can retain the aldehyde emissions until a catalytic coating of the open particulate filter has achieved its effectiveness.
Bevorzugt ist dabei, wenn der Oxigenat-Speicherkatalysator einen Zeolith-Speicher umfasst und stromabwärts der Turbine des Abgasturboladers und stromaufwärts des offenen Partikelfilters in der Abgasanlage angeordnet ist.It is preferred if the oxigenate storage catalytic converter comprises a zeolite reservoir and is arranged downstream of the turbine of the exhaust gas turbocharger and upstream of the open particulate filter in the exhaust system.
Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors mit einem Kraftstoffsystem und einem Abgasnachbehandlungssystem vorgeschlagen, bei dem eine Partikelminderungseinheit und eine der Partikelminderungseinheit nachgeschaltete Abgasnachbehandlungskomponente zur Reduzierung der Stickoxidemissionen vorgesehen sind, wobei der Verbrennungsmotor als selbstzündender Verbrennungsmotor nach dem Dieselprinzip ausgeführt ist und mit einem Sonderkraftstoff betrieben wird, und wobei die Partikelminderungseinheit als offener Partikelfilter ausgeführt ist, wobei die Partikelrohemissionen des Verbrennungsmotors dadurch abgesenkt werden, dass dem Sonderkraftstoff mindestens 5 % eines C1-Kraftstoffs beigemischt werden. Durch ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors können die Vorgaben der aktuellen Abgasgesetzgebungen ohne zusätzliche, teure Abgasnachbehandlungskomponenten erreicht und der Verbrauch des Verbrennungsmotors reduziert werden.According to the invention, a method is proposed for operating an internal combustion engine with a fuel system and an exhaust aftertreatment system, in which a particle reduction unit and an exhaust aftertreatment component downstream of the particle reduction unit are provided for reducing nitrogen oxide emissions, wherein the internal combustion engine is designed as a self-igniting internal combustion engine according to the diesel principle and is operated with a special fuel , and wherein the particulate reduction unit is designed as an open particulate filter, wherein the particulate matter emissions of the internal combustion engine are lowered by mixing the special fuel at least 5% of a C1 fuel. By a method according to the invention for operating an internal combustion engine, the specifications of the current exhaust gas legislation can be achieved without additional, expensive exhaust aftertreatment components and the consumption of the internal combustion engine can be reduced.
In einer vorteilhaften Verbesserung des Verfahrens ist vorgesehen, dass an dem Kraftstoffversorgungssystem, insbesondere an dem Kraftstofftank oder einer Kraftstoffleitung, die den Kraftstofftank mit den Injektoren verbindet, ein Kraftstoffsensor zur Erkennung der Kraftstoffqualität vorgesehen ist. Alternativ ist mit Vorteil eine Erkennung der Kraftstoffqualität aus den Motordaten durch ein Steuergerät des Verbrennungsmotors vorgesehen, insbesondere anhand von der Einspritzmenge, dem Zylinderdruckverlauf, Drücken und Temperaturen in der Abgasanlage oder ähnlichen Parametern, welche sich zwischen einem konventionellen fossilen Dieselkraftstoff und dem vorgeschlagenen Sonderkraftstoff unterscheiden lassen, wobei bei Erkennen einer Fehlbetankung mit konventionellem, fossilem Dieselkraftstoff die Motorparameter des Verbrennungsmotors derart angepasst werden, dass die Partikelrohemissionen unter den Grenzwert der zu erfüllenden Emissionsnorm abgesenkt werden.In an advantageous improvement of the method it is provided that a fuel sensor for detecting the fuel quality is provided on the fuel supply system, in particular on the fuel tank or a fuel line which connects the fuel tank with the injectors. Alternatively, a recognition of the fuel quality from the engine data by a control unit of the internal combustion engine is provided with advantage, in particular based on the injection quantity, the cylinder pressure curve, pressures and temperatures in the exhaust system or similar parameters, which can be distinguished between a conventional fossil diesel fuel and the proposed special fuel wherein, upon detection of misfuelling with conventional fossil diesel fuel, the engine parameters of the internal combustion engine are adjusted to lower particulate emissions below the threshold of the emission standard to be met.
Die verschiedenen in dieser Anmeldung genannten Ausführungsformen der Erfindung sind, sofern im Einzelfall nicht anders ausgeführt, mit Vorteil miteinander kombinierbar.The various embodiments of the invention mentioned in this application are, unless otherwise stated in the individual case, advantageously combinable with each other.
Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen erläutert. Dabei sind gleiche Bauteile oder Bauteile mit gleicher Funktion in den Zeichnungen jeweils mit gleichen Bezugsziffern gekennzeichnet. Es zeigen:
-
1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Verbrennungsmotors mit einem erfindungsgemäßen Abgasnachbehandlungssystem; -
2 ein zweites Ausführungsbeispiel eines Verbrennungsmotors mit einem erfindungsgemäßen Abgasnachbehandlungssystem; -
3 ein drittes Ausführungsbeispiel eines Verbrennungsmotors mit einem erfindungsgemäßen Abgasnachbehandlungssystem; -
4 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Verbrennungsmotors mit einem erfindungsgemäßen Abgasnachbehandlungssystem; -
5 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Verbrennungsmotors mit einem erfindungsgemäßen Abgasnachbehandlungssystem; und -
6 ein Ablaufdiagramm zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben eines Verbrennungsmotors.
-
1 a first embodiment of an internal combustion engine with an exhaust aftertreatment system according to the invention; -
2 A second embodiment of an internal combustion engine with an exhaust aftertreatment system according to the invention; -
3 A third embodiment of an internal combustion engine with an exhaust aftertreatment system according to the invention; -
4 a further embodiment of an internal combustion engine with an exhaust aftertreatment system according to the invention; -
5 a further embodiment of an internal combustion engine with an exhaust aftertreatment system according to the invention; and -
6 a flowchart for performing a method according to the invention for operating an internal combustion engine.
Der Verbrennungsmotor
Die SCR-Systeme können bei Kenntnis der Kraftstoff-Zusammensetzung des Spezialkraftstoffs
Eine Variante des Verbrennungsmotors
Zusätzlich kann bei einem erfindungsgemäßen Verbrennungsmotor
Stromabwärts des Dosiermoduls
In
Offene Partikelfilter
In
In
In
Die Beimischung von Sonderkraftstoffen
Da ein Einsatz von reinem Oxymethylenether (OME) als Kraftstoff aus Gründen der Verfügbarkeit und aus Kostengründen eher unwahrscheinlich ist, ist die Beimischung von OME zu einem konventionellem (fossilem) Dieselkraftstoff und einem fossil oder synthetisch hergestellten paraffinischen Dieselkraftstoff die bevorzugte Variante des Sonderkraftstoffs
Für Kraftfahrzeuge mit Dieselmotor, welche mit einem Sonderkraftstoff
In
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1010
- Verbrennungsmotorinternal combustion engine
- 1212
- Brennraumcombustion chamber
- 1414
- Auslassoutlet
- 1616
- Abgasanlageexhaust system
- 1818
- Abgasturbolader turbocharger
- 2020
- Abgasnachbehandlungssystemaftertreatment system
- 2222
- offener Partikelfilteropen particle filter
- 2424
- SCR-KatalysatorSCR catalyst
- 2626
- Turbineturbine
- 2828
- Dosiermodul dosing
- 3030
- Partikelsensorparticle sensor
- 3232
- Signalleitungsignal line
- 3434
- Steuergerätcontrol unit
- 3636
- Oxigenat-SpeicherkatalysatorOxigenat storage catalytic converter
- 3838
- NOx-Speicherkatalysator NOx storage catalytic converter
- 4040
- KraftstoffeinspritzsystemFuel injection system
- 4242
- KraftstoffleitungFuel line
- 4444
- KraftstoffhochdruckpumpeHigh-pressure fuel pump
- 4646
- HochdruckspeicherHigh-pressure accumulator
- 4848
- Injektor injector
- 5050
- KraftstoffversorgungssystemFuel Supply System
- 5252
- SonderkraftstoffSpecial fuel
- 5454
- KraftstoffleitungFuel line
- 5656
- KraftstoffsensorFuel sensor
- 5858
- KraftstofftankFuel tank
- 6060
- elektrisches Heizelementelectric heating element
- 6262
- Abgasmischerexhaust mixer
- 6464
- Sperrkatalysatorblocking catalytic converter
- 66 66
- Hochdruck-AbgasrückführungHigh-pressure exhaust gas recirculation
- 6868
- Abgasrückführungsventil Exhaust gas recirculation valve
- 7070
- Niederdruck-AbgasrückführungLow-pressure exhaust gas recirculation
- 7272
- AbgasrückführungsleitungExhaust gas recirculation line
- 7474
- AbgasrückführungskühlerExhaust gas recirculation cooler
- 7676
- Niederdruck-AbgasrückführungsventilLow-pressure exhaust gas recirculation valve
- 7878
- Einlass inlet
- 8080
- Ansaugtraktintake system
- 8282
- Ansaugleitungsuction
- 8484
- Verdichtercompressor
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102010005813 A1 [0003]DE 102010005813 A1 [0003]
- DE 102015120106 A1 [0004]DE 102015120106 A1 [0004]
- EP 2853707 B1 [0005]EP 2853707 B1 [0005]
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-
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