DE102018100430A1 - System und Verfahren zum Aufheizen eines Katalysators - Google Patents

System und Verfahren zum Aufheizen eines Katalysators Download PDF

Info

Publication number
DE102018100430A1
DE102018100430A1 DE102018100430.3A DE102018100430A DE102018100430A1 DE 102018100430 A1 DE102018100430 A1 DE 102018100430A1 DE 102018100430 A DE102018100430 A DE 102018100430A DE 102018100430 A1 DE102018100430 A1 DE 102018100430A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
catalyst
water
temperature
water content
internal combustion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102018100430.3A
Other languages
English (en)
Inventor
Matthias Thewes
Arun Muthukaruppan
Johannes Fryjan
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
FEV Europe GmbH
Original Assignee
FEV Europe GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by FEV Europe GmbH filed Critical FEV Europe GmbH
Priority to DE102018100430.3A priority Critical patent/DE102018100430A1/de
Publication of DE102018100430A1 publication Critical patent/DE102018100430A1/de
Priority to DE102019100492.6A priority patent/DE102019100492A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/0807—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents
    • F01N3/0814—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents combined with catalytic converters, e.g. NOx absorption/storage reduction catalysts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • B01D53/9404—Removing only nitrogen compounds
    • B01D53/9409—Nitrogen oxides
    • B01D53/9431—Processes characterised by a specific device
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • B01D53/9445—Simultaneously removing carbon monoxide, hydrocarbons or nitrogen oxides making use of three-way catalysts [TWC] or four-way-catalysts [FWC]
    • B01D53/9454—Simultaneously removing carbon monoxide, hydrocarbons or nitrogen oxides making use of three-way catalysts [TWC] or four-way-catalysts [FWC] characterised by a specific device
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/009—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having two or more separate purifying devices arranged in series
    • F01N13/0097—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having two or more separate purifying devices arranged in series the purifying devices are arranged in a single housing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/0807—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents
    • F01N3/0828—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents characterised by the absorbed or adsorbed substances
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/0807—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents
    • F01N3/0871—Regulation of absorbents or adsorbents, e.g. purging
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/101—Three-way catalysts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F01N3/2006—Periodically heating or cooling catalytic reactors, e.g. at cold starting or overheating
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F01N3/206—Adding periodically or continuously substances to exhaust gases for promoting purification, e.g. catalytic material in liquid form, NOx reducing agents
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N9/00—Electrical control of exhaust gas treating apparatus
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/50—Zeolites
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2258/00—Sources of waste gases
    • B01D2258/01—Engine exhaust gases
    • B01D2258/014—Stoichiometric gasoline engines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2240/00—Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being
    • F01N2240/18—Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being an adsorber or absorber
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2250/00—Combinations of different methods of purification
    • F01N2250/12—Combinations of different methods of purification absorption or adsorption, and catalytic conversion
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2270/00—Mixing air with exhaust gases
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2330/00—Structure of catalyst support or particle filter
    • F01N2330/06—Ceramic, e.g. monoliths
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2370/00—Selection of materials for exhaust purification
    • F01N2370/02—Selection of materials for exhaust purification used in catalytic reactors
    • F01N2370/04—Zeolitic material
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2430/00—Influencing exhaust purification, e.g. starting of catalytic reaction, filter regeneration, or the like, by controlling engine operating characteristics
    • F01N2430/04—Influencing exhaust purification, e.g. starting of catalytic reaction, filter regeneration, or the like, by controlling engine operating characteristics by adding non-fuel substances to combustion air or fuel, e.g. additives
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2510/00—Surface coverings
    • F01N2510/06—Surface coverings for exhaust purification, e.g. catalytic reaction
    • F01N2510/063—Surface coverings for exhaust purification, e.g. catalytic reaction zeolites
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2560/00—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics
    • F01N2560/02—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics the means being an exhaust gas sensor
    • F01N2560/028—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics the means being an exhaust gas sensor for measuring or detecting humidity or water
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2560/00—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics
    • F01N2560/06—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics the means being a temperature sensor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2560/00—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics
    • F01N2560/14—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics having more than one sensor of one kind
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2570/00—Exhaust treating apparatus eliminating, absorbing or adsorbing specific elements or compounds
    • F01N2570/22—Water or humidity
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/08—Adding substances to exhaust gases with prior mixing of the substances with a gas, e.g. air
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2900/00—Details of electrical control or of the monitoring of the exhaust gas treating apparatus
    • F01N2900/06—Parameters used for exhaust control or diagnosing
    • F01N2900/08—Parameters used for exhaust control or diagnosing said parameters being related to the engine
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2900/00—Details of electrical control or of the monitoring of the exhaust gas treating apparatus
    • F01N2900/06—Parameters used for exhaust control or diagnosing
    • F01N2900/14—Parameters used for exhaust control or diagnosing said parameters being related to the exhaust gas
    • F01N2900/1404—Exhaust gas temperature
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2900/00—Details of electrical control or of the monitoring of the exhaust gas treating apparatus
    • F01N2900/06—Parameters used for exhaust control or diagnosing
    • F01N2900/16—Parameters used for exhaust control or diagnosing said parameters being related to the exhaust apparatus, e.g. particulate filter or catalyst
    • F01N2900/1602—Temperature of exhaust gas apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2900/00—Details of electrical control or of the monitoring of the exhaust gas treating apparatus
    • F01N2900/06—Parameters used for exhaust control or diagnosing
    • F01N2900/16—Parameters used for exhaust control or diagnosing said parameters being related to the exhaust apparatus, e.g. particulate filter or catalyst
    • F01N2900/1628—Moisture amount in exhaust apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/22—Control of additional air supply only, e.g. using by-passes or variable air pump drives
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/30—Arrangements for supply of additional air
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein System (2) mit einer Abgasnachbehandlungseinrichtung (6) und einer fremdgezündeten Verbrennungskraftmaschine (18) und ein Verfahren zum beschleunigten Aufheizen eines Katalysators (46) der Abgasnachbehandlungseinrichtung (6). Wobei die Abgasnachbehandlungseinrichtung (6) einen Katalysator (46), der ein Reaktionsmaterial aufweist, das in Kontakt mit Wasser exotherm reagiert und wenigstens eine Dosiereinrichtung (38a, 38b, 38c), welche eingerichtet ist, dem Katalysator (46) Wasser zuzufügen, umfasst. Das Verfahren umfasst die Schritte des Ermittelns einer Temperatur (T) des Katalysators (46) und/oder einer Temperatur (T) des Gases vor, nach oder im Katalysator (46), des Vergleichens dieser Temperatur (T, T) mit einer vorgegebenen Mindesttemperatur (T), des Ermittelns eines Wassergehaltes (⊖) des Reaktionsmaterials und des Vergleichens dieses Wassergehaltes (⊖) mit einem vorgegebenen maximalen Wassergehalt (⊖). In einem letzten Schritt wird die wenigstens eine Dosiereinrichtung (38a, 38b, 38c) angesteuert, um eine vorbestimmte Menge Wasser abzugeben, so dass ein Wassergehalt in dem den Katalysator (46) durchströmenden Gas gesteigert wird, im Falle, dass die ermittelte Temperatur (T, T) und/oder der ermittelte Wasserhalt (⊖) unterhalb der vorgegebenen Mindesttemperatur (T) beziehungsweise unterhalb des maximalen Wassergehaltes (⊖) sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein System mit einer Abgasnachbehandlungseinrichtung und einer fremdgezündeten Verbrennungskraftmaschine und ein Verfahren zum Aufheizen eines Katalysators der Abgasnachbehandlungseinrichtung.
  • Aus der WO 2015/097454 A1 ist ein Abgassystem für einen selbstzündenden Motor bekannt, welches ein wasseradsorbierendes Material umfasst, mit welchem eine Aufheizung des Oxydationskatalysators beschleunigt wird.
  • Um den für fremdgezündeten Verbrennungskraftmaschinen strenger werdenden Grenzwerten für die Schadstoffemission gerecht zu werden ist es notwendig, die Schadstoffemissionen zu vermindern. Der bei fremdgezündeten Verbrennungskraftmaschinen verwendete Katalysator benötigt, um die Abgasschadstoffe in chemischen Reaktionen in unschädliche Verbindungen umzuwandeln, eine Anspringtemperatur. Ab dieser Anspringtemperatur wird die Konvertierungsrate mit steigender Temperatur des Katalysators stetig bis über ca. 90% gesteigert. Um die Schadstoffemissionen zu verringern ist es deshalb vorteilhaft, die Zeit, bis der Katalysator auf Betriebstemperatur ist, zu verkürzen.
  • Das erfindungsgemäße System mit einer Abgasnachbehandlungseinrichtung und eine fremdgezündete Verbrennungskraftmaschine umfasst dabei einen Katalysator, der ein Reaktionsmaterial aufweist, das in Kontakt mit Wasser exotherm reagiert, und wenigstens eine Dosiereinrichtung, welche eingerichtet ist, dem Katalysator Wasser zuzufügen. Erfindungsgemäß umfasst der Kontakt des Reaktionsmaterials mit Wasser sowohl eine Adsorption als auch eine Absorption.
  • Das Reaktionsmaterial ist vorzugsweise einem Katalysatormaterial vorgelagert angeordnet, so dass das Abgas vor dem Eintritt in das Katalysatormaterials durch das Reaktionsmaterial erhitzt wird. Dabei kann das Reaktionsmaterial auf einem gleichen Substrat wie das Katalysatormaterial oder als getrennte Einheit vom Katalysator vorgesehen sein. Als Reaktionsmaterial nach der vorliegenden Erfindung wird dabei jedes Material verstanden, welches bei Kontakt mit Wasser Wärme abgibt.
  • Alternativ ist das Reaktionsmaterial in Strömungsrichtung des Abgases an einer gleichen axialen Position wie das Katalysatormaterial vorgesehen. Vorzugsweise sind das Reaktionsmaterial und das Katalysatormaterial dabei geschichtet oder mehrlagig angeordnet. Dadurch kann die Wärme des Reaktionsmaterials direkt an das Katalysatormaterial abgegeben werden, so dass sich der Katalysator schneller aufheizt.
  • Durch Hinzufügen von Wasser über die Dosiereinrichtung ist es vor allem in einer Kaltstartphase der Verbrennungskraftmaschine möglich, den Wassergehalt des mit dem Reaktionsmaterial in Kontakt tretenden Abgases zu erhöhen, so dass das Reaktionsmaterial eine exotherme Reaktion vollzieht, welche zu einer Erhöhung der Abgastemperaturführt. Dadurch kann der Katalysator schneller aufgeheizt werden. Dadurch wird die Zeit bis zum Erreichen der Betriebstemperatur, bei welcher der Katalysator optimal arbeitet, wesentlich verkürzt. Dies hat zur Folge, dass auch die Schadstoffemissionen vermindert werden. Vorzugsweise besteht zwischen dem Reaktionsmaterial und dem Katalysator eine wärmeleitende Verbindung, so dass die Zeit bis zum Erreichen der Betriebstemperatur weiter verkürzt werden kann.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Dosiereinrichtung stromaufwärts einer Brennkammer der Verbrennungskraftmaschine und/oder an wenigstens einer Brennkammer der Verbrennungskraftmaschine angeordnet. Eine solche Anordnung von Dosiereinrichtungen wird in vielen fremdgezündeten Verbrennungskraftmaschinen bereits verwendet, um die Ladeluft und damit die Verbrennungskraftmaschine zu kühlen. Dadurch wird ein Klopfen verringert und eine Leistungssteigerung erzielt. Diese Dosiereinrichtungen können in einer Aufheizphase des Katalysators zwecks zusätzlicher Dosierung von Wasser angesteuert werden, so dass die Aufheizung des Katalysators beschleunigt wird. Eine solche Anordnung hätte den Vorteil, dass keine zusätzlichen Dosiereinrichtungen in dem erfindungsgemäßen System notwendig wären. Dadurch könnten Kosten für solche Dosiereinrichtungen eingespart werden.
  • Alternativ ist die Dosiereinrichtung zwischen der Verbrennungskraftmaschine und dem Katalysator angeordnet. Ein möglicher Vorteil einer solchen Anordnung der Dosiereinrichtung liegt darin, dass der Wassergehalt des Abgases gezielter und genauer erhöht werden könnte. Ein weiterer möglicher Vorteil wäre, dass der Verbrennungsprozess nicht durch das abgegebene Wasser beeinflusst wird.
  • Die Dosiereinrichtung ist vorteilhafterweise derart eingerichtet, zusätzlich zu dem Wasser, Luft abzugeben. Die Luft wird dabei zusammen mit Wasser abgegeben. Dies hat den Vorteil, dass eine Aufheizung des Katalysators stattfinden kann, bevor die Verbrennungskraftmaschine befeuert wird.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist das Reaktionsmaterial ein wasseradsorbierendes Material. Besonders bevorzugt ist, dass das wasseradsorbierende Material Stoffe aus der Stoffgruppe der Zeolithe enthält. Ein solches Material hat den Vorteil, dass durch eine Zugabe von Wasser die Temperatur dieses Materials erhöht werden kann, so dass der Katalysator in einer Aufheizphase schneller aufgeheizt werden kann. Bei einer Betriebstemperatur des Katalysators wird das an einer inneren Oberfläche des wasseradsorbierenden Materials angelagerte Wasser wieder abgegeben, so dass das wasseradsorbierende Material wieder regeneriert wird.
  • Vorteilhaft ist es, wenn das erfindungsgemäße System zusätzlich ein Steuergerät aufweist, das derart eingerichtet ist, dass in Abhängigkeit eines Wassergehaltes des Reaktionsmaterials, einer Temperatur des Katalysators, ein Betriebszustandes der Verbrennungskraftmaschine und/oder einer Temperatur des Gases vor, nach oder im Katalysator die Abgabe des Wassers zwecks Erzeugung einer gezielten exothermen Reaktion des Reaktionsmaterials zur Aufheizung des Katalysators gesteuert wird. Nach der vorliegenden Erfindung ist als Betriebszustand der von einer Drehzahl und einer Last der Verbrennungskraftmaschine abhängige Zustand zu verstehen. Für jeden Betriebszustand ist in dem Steuergerät für die Dosiereinrichtungen eine maximal abgebbare Wassermenge hinterlegt, bei welcher der Verbrennungsprozess gerade nicht zum Erliegen kommt. Solche vom Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine abhängigen maximal abgebbaren Wassermengen sind insbesondere für die Ausführungsformen wichtig, bei welchen das Wasser in einen Ansaugtrakt und/oder in die Brennkammer eingeleitet wird. Der Vorteil davon ist somit, dass ein Verbrennungsprozess weiterhin stattfindet und die Funktion der Verbrennungskraftmaschine gewährleistet bleibt.
  • Das Steuergerät hat zusätzlich den Vorteil, dass lediglich so viel Wasser abgegeben wird, bis die Betriebstemperatur des Katalysators erzielt ist und/oder der maximale Wassergehalt erreicht ist. Dadurch kann eine Regenerationsphase des Reaktionsmaterials verkürzt, eine Aufheizphase des Katalysators nicht unnötig verlängert und/oder der Verbrennungsprozess nicht unnötig beeinflusst werden.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Steuergerät derart eingerichtet, an die wenigstens eine Dosiereinrichtung ein Signal zur Abgabe des Wassers zu senden, falls die Temperatur des Katalysators und/oder einer Temperatur des Gases vor, nach oder im Katalysator unterhalb einer festgelegten Mindesttemperatur ist. Eine Wasserabgabe der Dosiereinrichtung wird dadurch für die Dauer der Zeit veranlasst, bis der Katalysator die Mindesttemperatur erreicht hat. Dadurch kann die Zeit bis zum Erreichen der Mindesttemperatur wesentlich verkürzt werden.
  • Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Steuergerät derart eingerichtet, an die wenigstens eine Dosiereinrichtung ein Signal zur Abgabe des Wassers zu senden, falls der Wassergehalt des Reaktionsmaterials unterhalb eines festgelegten maximalen Wassergehaltes ist. Als maximaler Wassergehalt ist der Wassergehalt des Reaktionsmaterials zu verstehen, ab welchem das Reaktionsmaterial kein weiteres Wasser aufnehmen kann und somit keine exotherme Reaktion vollzieht. Dies hat den Vorteil, dass bei einem maximalen Wassergehalt des Reaktionsmaterials das zusätzliche Wasser nicht zu einer Abkühlung des Katalysators führt. Das zusätzliche Wasser wäre in einem solchen Fall sogar kontraproduktiv.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst die Schritte des Ermittelns einer Temperatur des Katalysators und/oder einer Temperatur des Gases vor, nach oder im Katalysator, des Vergleichens dieser Temperatur mit einer vorgegebenen Mindesttemperatur, des Ermittelns eines Wassergehaltes des Reaktionsmaterials, des Vergleichens dieses Wassergehaltes mit einem vorgegebenen maximalen Wassergehalt und des Ansteuerns der wenigstens einen Dosiereinrichtung, um eine vorbestimmte Menge Wasser abzugeben, so dass ein Wassergehalt in dem den Katalysator durchströmenden Gas gesteigert wird, im Falle, dass die ermittelte Temperatur und/oder der ermittelte Wasserhalt unterhalb der vorgegebenen Mindesttemperatur beziehungsweise unterhalb des vorgegebenen maximalen Wassergehaltes sind.
  • Gemäß der Erfindung wird unter dem Begriff „ermitteln“, sowohl eine sensorische Messung, sowie eine Modellierung einer Temperatur beziehungsweise eines Wassergehaltes verstanden. Erfindungsgemäß wird als Gas sowohl ein von der Verbrennungskraftmaschine abgegebenes Abgas als auch Luft verstanden.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, dass der Katalysator schneller aufgeheizt wird, so dass die Emissionen reduziert werden.
  • Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung gibt die Dosiereinrichtung, die zwischen der Verbrennungskraftmaschine und dem Katalysator angeordnet ist, eine vorbestimmte Menge Wasser und Luft ab, bevor die Verbrennungskraftmaschine befeuert wird. Dies hat den Vorteil, dass eine Aufheizung des Katalysators bereits erfolgt, bevor Emissionen abgegeben werden. Dadurch können die abgegebenen Emissionen weiter reduziert werden.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Verbrennungskraftmaschine mittels einer E-Maschine angeschleppt. Dadurch wird Luft, welche durch die Dosiereinrichtung befeuchtet sein kann, zum Katalysator transportiert. Dies hat ebenfalls zur Folge, dass eine Aufheizung des Katalysators bereits erfolgt, bevor Emissionen abgegeben werden. Dadurch können die abgegebenen Emissionen weiter reduziert werden.
  • Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Figuren der bevorzugten Ausführungsbeispiele. Dabei zeigt
    • 1 System mit einer Abgasnachbehandlungseinrichtung und einer fremdgezündeten Verbrennungskraftmaschine nach einem ersten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel,
    • 2 System mit einer Abgasnachbehandlungseinrichtung und einer fremdgezündeten Verbrennungskraftmaschine nach einem zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel,
    • 3 System mit einer Abgasnachbehandlungseinrichtung und einer fremdgezündeten Verbrennungskraftmaschine nach einem dritten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel, und
    • 4 Verfahren zum Aufheizen des Katalysators der Abgasnachbehandlungseinrichtung.
  • Die 1 zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Systems 2 nach einem ersten Ausführungsbeispiel. Das System 2 umfasst eine Abgasnachbehandlungseinrichtung 6, ein Steuergerät 10 und eine fremdgezündete Verbrennungskraftmaschine 18. Die fremdgezündete Verbrennungskraftmaschine 18 ist in 1 symbolisch durch einen Zylinder 22 der Verbrennungskraftmaschine 18 dargestellt. In diesem Zylinder 22 ist ein Kolben 26 angedeutet, welcher ein Gasgemisch in einer Brennkammer 30 des Zylinders 22 verdichtet. In die Brennkammer 30 des Zylinders 22 ragt neben einer Zündkerze 34, welche das Gasgemisch zündet, eine Dosiereinrichtung 38a, welche vom Steuergerät 10 gesteuert Wasser in die Brennkammer 30 einspritzt. Das Abgas wird nach dem Ausstoßen aus dem Zylinder über einen Abgastrakt 42 zu einem Katalysator 46 geleitet. In dem Katalysator 46 sind auf einem Substrat ein Katalysatormaterial und ein wasseradsorbierendes Material, welches Zeolith umfasst, aufgebracht. Das wasseradsorbierende Material reagiert in einem exothermen Prozess mit dem im Abgas vorhandenen Wasser, so dass der Katalysator 46 schneller die Betriebstemperatur erreicht. Obwohl das wasseradsorbierende Material und das Katalysatormaterial nicht dargestellt sind, können beide Materialien sowohl geschichtet als auch mehrlagig, das heißt in Strömungsrichtung des Abgases an einer gleichen axialen Position, oder das wasseradsorbierende Material kann stromaufwärts des Katalysatormaterials angeordnet sein.
  • 2 zeigt eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Systems 2 nach einem zweiten Ausführungsbeispiel. Das zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel nach 1 dadurch, dass die Dosiereinrichtung 38b in einem Ansaugtrakt 50 angeordnet ist.
  • Die 3 zeigt eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Systems 2 nach einem dritten Ausführungsbeispiels. Das dritte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel nach 1 und dem zweiten Ausführungsbeispiel nach 2 dadurch, dass die Dosiereinrichtung 38c in dem Abgastrakt 42 angeordnet ist. Die Anordnung der Dosiereinrichtung 38c nach 3 hat den Vorteil, dass es zu keiner Beeinflussung der Verbrennung in der Verbrennungskraftmaschine 18 kommt. Die Aufheizung des Katalysators 46 ist dadurch unabhängig von dem Verbrennungsprozess durchführbar.
  • Obwohl jeweils lediglich eine einzige Dosiereinrichtung 38a, 38b, 38c in den Ausführungsbeispielen der 1 bis 3 gezeigt ist, sind auch Kombinationen der verschiedenen oder aller Ausführungsbeispiele denkbar.
  • Die 4 zeigt ein Verfahren zum Aufheizen des Katalysators 46 der Abgasnachbehandlungseinrichtung 6. Anhand dieses Verfahrens wird eine Katalysatortemperatur TKat ermittelt und mit einer vorgegebenen Mindesttemperatur TMin verglichen. Die Mindesttemperatur TMin entspricht dabei der Temperatur, bei welcher der Katalysator 46 anspringt. Für den Fall das die Katalysatortemperatur TKat bereits die Mindesttemperatur TMin überschritten hat erfolgt keine Wasserabgabe über die wenigstens eine Dosiereinrichtung 38a, 38b, 38c. Anderenfalls steuert das Steuergerät 10 die wenigstens eine Dosiereinrichtung 38a, 38b, 38c, so dass eine Wasserabgabe erfolgt, oder es wird der ermittelte Wassergehalt ⊖Kat des Zeolithmaterials mit einem vorgegebenen maximalen Wassergehalt ⊖Max verglichen. Die abgegebene Wassermenge wird dabei von einem von der Drehzahl und der Last der Verbrennungskraftmaschine 18 abhängigen Betriebszustand eines in dem Steuergerät hinterlegten Profils abhängig gemacht. Für den Fall, dass der Wassergehalt ⊖Kat des Zeolithmaterials größer als der maximale Wassergehalt ⊖Max ist, wird kein Wasser abgegeben. Anderenfalls wird die wenigstens eine Dosiereinrichtung 38a, 38b, 38c über das Steuergerät 10 angesteuert, eine, von dem Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine 18 abhängige, bestimmte Menge Wasser abzugeben, um den Wassergehalt in dem den Katalysator 46 durchströmenden Gas zu steigern.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel kann anstelle von TKat oder auch mit dieser Temperatur TKat kombiniert eine ermittelte Temperatur TGas des Gases vor, nach oder im Katalysator 46 verwendet werden. Dabei wird für den Fall das die Gastemperatur TGas, oder die Gastemperatur TGas und die Katalysatortemperatur TKat, bereits die Mindesttemperatur TMin überschritten hat beziehungsweise haben kein Wasser über die wenigstens eine Dosiereinrichtung 38a, 38b, 38c abgegeben.
  • In einem weiteren bevorzugten Verfahren gibt die Dosiereinrichtung 38c, die zwischen der Verbrennungskraftmaschine 18 und dem Katalysator 46 angeordnet ist, eine vorbestimmte Menge Wasser und Luft ab, bevor die Verbrennungskraftmaschine 18 befeuert wird. Dies hat den Vorteil, dass eine Aufheizung des Katalysators 46 bereits erfolgt, bevor Emissionen abgegeben werden. Dadurch können die abgegebenen Emissionen weiter reduziert werden.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Verbrennungskraftmaschine 18 mittels einer E-Maschine (nicht gezeigt) angeschleppt. Dadurch wird Luft, welche durch die Dosiereinrichtung 38a, 38b, 38c befeuchtet sein kann, durch die Bewegung der Kolben 26 zum Katalysator 46 transportiert. Dies hat ebenfalls zur Folge, dass eine Aufheizung des Katalysators 46 bereits erfolgt, bevor Emissionen abgegeben werden. Dadurch können die abgegebenen Emissionen weiter reduziert werden.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • WO 2015/097454 A1 [0002]

Claims (13)

  1. System (2) mit einer Abgasnachbehandlungseinrichtung (6) und einer fremdgezündeten Verbrennungskraftmaschine (18), wobei die Abgasnachbehandlungseinrichtung (6) - einen Katalysator (46), der ein Reaktionsmaterial aufweist, das in Kontakt mit Wasser exotherm reagiert; und - wenigstens eine Dosiereinrichtung (38a, 38b, 38c), welche eingerichtet ist, dem Katalysator (46) Wasser zuzufügen, umfasst.
  2. System (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dosiereinrichtung (38a, 38b) stromaufwärts einer Brennkammer (30) der Verbrennungskraftmaschine (18) und/oder an wenigstens einer Brennkammer (30) der Verbrennungskraftmaschine (18) angeordnet ist.
  3. System (2) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dosiereinrichtung (38c) zwischen der Verbrennungskraftmaschine (18) und dem Katalysator (46) angeordnet ist.
  4. System (2) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Dosiereinrichtung eingerichtet ist, zusätzlich zu dem Wasser, Luft abzugeben.
  5. System (2) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Reaktionsmaterial ein wasseradsorbierendes Material ist.
  6. System (2) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das wasseradsorbierende Material Stoffe aus der Stoffgruppe der Zeolithe enthält.
  7. System (2) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Reaktionsmaterial stromaufwärts eines Katalysatormaterials angeordnet ist.
  8. System (2) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das System (2) zusätzlich ein Steuergerät (10) aufweist, welches derart eingerichtet ist, dass in Abhängigkeit eines Wassergehalts (⊖Kat) des Reaktionsmaterials, einer Temperatur (TKat) des Katalysators (46), ein Betriebszustandes der Verbrennungskraftmaschine (18) und/oder einer Temperatur (TGas) des Gases vor, nach oder im Katalysator (46) die Abgabe des Wassers zwecks Erzeugung einer gezielten exothermen Reaktion des Reaktionsmaterials zur Aufheizung des Katalysators (46) gesteuert wird.
  9. System (2) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (10) derart eingerichtet ist, an die wenigstens eine Dosiereinrichtung (38a, 38b, 38c) ein Signal zur Abgabe des Wassers zu senden, falls die Temperatur (TKat) des Katalysators (46) und/oder einer Temperatur (TGas) des Gases vor, nach oder im Katalysator (46) unterhalb einer festgelegten Mindesttemperatur (TMin) ist.
  10. System (2) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (10) derart eingerichtet ist, an die wenigstens eine Dosiereinrichtung (38a, 38b, 38c) ein Signal zur Abgabe des Wassers zu senden, falls der Wassergehalt (⊖Kat) des Reaktionsmaterials unterhalb eines festgelegten maximale Wassergehaltes (⊖Max) ist.
  11. Verfahren zum Aufheizen eines Katalysators (46) einer Abgasnachbehandlungseinrichtung (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, umfassend die Schritte: - ermitteln einer Temperatur (TKat) des Katalysators (46) und/oder einer Temperatur (TGas) des Gases vor, nach oder im Katalysator (46), - vergleichen dieser Temperatur (TKat, TGas) mit einer vorgegebenen Mindesttemperatur (TMin), - ermitteln eines Wassergehaltes (⊖Kat) des Reaktionsmaterials, - vergleichen dieses Wassergehaltes (⊖Kat) mit einem vorgegebenen maximalen Wassergehalt (⊖Max), und - ansteuern der wenigstens einen Dosiereinrichtung (38a, 38b, 38c), um eine vorbestimmte Menge Wasser abzugeben, so dass ein Wassergehalt in dem den Katalysator (46) durchströmenden Gas gesteigert wird, im Falle, dass die ermittelte Temperatur (TKat, TGas) und/oder der ermittelte Wasserhalt (⊖Kat) unterhalb der vorgegebenen Mindesttemperatur (TMin) beziehungsweise unterhalb des vorgegebenen maximalen Wassergehaltes (⊖Max) sind.
  12. Verfahren zum Aufheizen eines Katalysators (46) einer Abgasnachbehandlungseinrichtung (6) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Dosiereinrichtung (38c), die zwischen der Verbrennungskraftmaschine (18) und dem Katalysator (46) angeordnet ist, eine vorbestimmte Menge Wasser und Luft abgibt, bevor die Verbrennungskraftmaschine (18) befeuert wird.
  13. Verfahren zum Aufheizen eines Katalysators (46) einer Abgasnachbehandlungseinrichtung (6) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbrennungskraftmaschine (18) mittels einer E-Maschine angeschleppt wird.
DE102018100430.3A 2018-01-10 2018-01-10 System und Verfahren zum Aufheizen eines Katalysators Withdrawn DE102018100430A1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018100430.3A DE102018100430A1 (de) 2018-01-10 2018-01-10 System und Verfahren zum Aufheizen eines Katalysators
DE102019100492.6A DE102019100492A1 (de) 2018-01-10 2019-01-10 System und Verfahren zum Aufheizen eines Katalysators

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018100430.3A DE102018100430A1 (de) 2018-01-10 2018-01-10 System und Verfahren zum Aufheizen eines Katalysators

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102018100430A1 true DE102018100430A1 (de) 2018-05-03

Family

ID=61912743

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102018100430.3A Withdrawn DE102018100430A1 (de) 2018-01-10 2018-01-10 System und Verfahren zum Aufheizen eines Katalysators
DE102019100492.6A Pending DE102019100492A1 (de) 2018-01-10 2019-01-10 System und Verfahren zum Aufheizen eines Katalysators

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102019100492.6A Pending DE102019100492A1 (de) 2018-01-10 2019-01-10 System und Verfahren zum Aufheizen eines Katalysators

Country Status (1)

Country Link
DE (2) DE102018100430A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110872967A (zh) * 2018-08-30 2020-03-10 现代自动车株式会社 用于向插电式混合动力电动车辆的废气后处理系统供热的系统和方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015097454A1 (en) 2013-12-23 2015-07-02 Johnson Matthey Public Limited Company Exhaust system for a compression ignition engine comprising a water adsorbent material

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015097454A1 (en) 2013-12-23 2015-07-02 Johnson Matthey Public Limited Company Exhaust system for a compression ignition engine comprising a water adsorbent material

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110872967A (zh) * 2018-08-30 2020-03-10 现代自动车株式会社 用于向插电式混合动力电动车辆的废气后处理系统供热的系统和方法
CN110872967B (zh) * 2018-08-30 2022-03-22 现代自动车株式会社 用于向插电式混合动力电动车辆的废气后处理系统供热的系统和方法

Also Published As

Publication number Publication date
DE102019100492A1 (de) 2019-02-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102008050169B4 (de) Anlage, Verfahren und Vorrichtung zum Steuern zu hoher Abgastemperaturen
DE102010032544B4 (de) Verfahren und Systeme für die Steuerung eines Emissionssystems mit mehr als einem SCR-Bereich
DE102017118215A1 (de) Abgasnachbehandlungssystem und Verfahren zur Abgasnachbehandlung eines Verbrennungsmotors
DE102017107378A1 (de) Verfahren zum Aufheizen eines Katalysators sowie Kraftfahrzeug mit einem Katalysator
WO2015110247A2 (de) Verfahren zur diagnose eines abgaskatalysators sowie kraftfahrzeug
DE10316011A1 (de) Anordnung zur Minimierung der Auswirkung einer Vergiftung von Kraftfahrzeug-Abgasnachbehandlungseinrichtungen
DE102015121003A1 (de) Verfahren und System zum Entfernen von Asche innerhalb eines Partikelfilters
DE102017120712A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur steuerung eines abgasbehandlungssystems
DE102017209693A1 (de) Verfahren zum Regenerieren eines Partikelfilters in der Abgasanlage eines Verbrennungsmotors sowie Verbrennungsmotor
DE102021113499A1 (de) Verfahren zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine
DE102016119212A1 (de) Verfahren zur Regeneration eines Partikelfilters sowie Kraftfahrzeug mit einem Partikelfilter
DE102018119156A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Abgasnachbehandlung eines Verbrennungsmotors
DE10303911B4 (de) Verfahren zur Überwachung des Anspringverhaltens eines Abgaskatalysatorsystems
DE102018216571A1 (de) Verfahren zum Betreiben eines Hybridkraftfahrzeugs
DE102019125713A1 (de) Mehrstoffabgasbehandlungssystem mit sauerstoffspeicherkatalysator
DE102018100430A1 (de) System und Verfahren zum Aufheizen eines Katalysators
DE102015219114B4 (de) Verfahren zur Abgasnachbehandlung einer Brennkraftmaschine
DE102017201401A1 (de) Abgasnachbehandlung
EP1576270A1 (de) Prüfverfahren für einen abgaskatalysator und eine entsprechende prüfeinrichtung
DE102010035007A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Abgasbehandlung
EP3704362B1 (de) Verfahren zur regeneration eines russpartikelfilters
EP1417401B1 (de) Einrichtung zur thermischen konditionierung und zuführung eines thermisch und/oder chemisch aktiven mittels in eine abgasreinigungsanlage
DE102016119211A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Abgasnachbehandlung eines Verbrennungsmotors
EP1253300B1 (de) Abgasreinigungsanlage mit Partikelfiltermittel und Regenerationsverfahren für Partikelfiltermittel
EP3569850A1 (de) Verfahren zur reduzierung der partikelemissionen bei einem kaltstart eines verbrennungsmotors

Legal Events

Date Code Title Description
R084 Declaration of willingness to licence
R230 Request for early publication
R163 Identified publications notified
R118 Application deemed withdrawn due to claim for domestic priority