-
Die Erfindung betrifft ein Abgasnachbehandlungssystem für einen Verbrennungsmotors, insbesondere für einen Dieselmotor, sowie ein Verfahren zur Abgasnachbehandlung eines solchen Verbrennungsmotors gemäß dem Oberbegriff der unabhängigen Patentansprüche.
-
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, einen Katalysator zur selektiven katalytischen Reduktion von Stickoxiden (SCR-Katalysator) sowie einen Partikelfilter zur Abscheidung von Rußpartikeln und gegebenenfalls weitere Katalysatoren aufweisen. 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.
-
Die zukünftige Abgasgesetzgebung erfordert es, bei Dieselmotoren mehrstufige Komponenten zur Nachbehandlung der Stickoxid-Emissionen einzusetzen. Die mehrstufige Abgasnachbehandlung ist notwendig, um in allen Temperaturbereichen eine hinreichende Konvertierung der Schadstoffe zu erzielen. So kann ein Abgasnachbehandlungssystem beispielsweise eine NOx-Speicherkatalysator, eine Partikelfilter mit einer Beschichtung zur selektiven katalytischen Reduktion von Stickoxiden und einen weiteren SCR-Katalysator in einer Unterbodenlage des Kraftfahrzeuges aufweisen. Um den Betrieb dieser Komponenten zu regeln beziehungsweise eine On Board Diagnose der Abgasnachbehandlungskomponenten zu ermöglichen, ist es erforderlich, NOx-Sensoren jeweils stromaufwärts und stromabwärts der entsprechenden Abgasnachbehandlungskomponente anzuordnen. Dadurch ergibt sich als notwendige Anzahl der Sensoren jeweils ein Sensor mehr, als Abgasnachbehandlungskomponenten vorhanden sind. Somit sind bei einem Abgasnachbehandlungssystem mit drei Abgasnachbehandlungskomponenten vier NOx-Sensoren notwendig. Dies führt zu einer entsprechenden Kostenerhöhung. Zudem sind in der Regel nicht alle Abgasnachbehandlungskomponenten gleichzeitig an der Stickoxidnachbehandlung beteiligt, da die einzelnen Abgasnachbehandlungskomponenten in unterschiedlichen Temperaturbereichen arbeiten, so dass eine gleichzeitige Überprüfung nicht zwangsläufig notwendig ist.
-
Aus der
DE 10 2010 043 442 A1 ist ein Verbrennungsmotor mit einem Abgasnachbehandlungssystem bekannt, wobei in dem Abgasnachbehandlungssystem mehrere Abgasnachbehandlungskomponenten angeordnet sind. Dabei ist in einer Abgasrückführungsleitung des Abgasnachbehandlungssystem ein NOx-Sensor angeordnet, um die Stickoxid-Konzentration im zurückgeführten Abgas zu bestimmen.
-
Die
DE 10 2014 208 095 A1 offenbart ein Abgasnachbehandlungssystem für einen Verbrennungsmotor, wobei stromabwärts eines Katalysator zwei Sensoren zur Erfassung zweier unterschiedlicher Messsignale in dem Abgasstrom angeordnet sind.
-
Aus der
DE 10 2016 215 207 A1 ist ein Abgasnachbehandlungssystem für einen Verbrennungsmotor bekannt, welches zwei hintereinander geschaltete Abgasnachbehandlungskomponenten zur Reduktion der Stickoxid-Emissionen umfasst, wobei jede der Abgasnachbehandlungskomponenten einen SCR-Katalysator und einen dem SCR-Katalysator nachgeschalteten Ammoniak-Oxidationskatalysator umfasst, um einen unerwünschten Austritt von Ammoniak zu vermeiden.
-
Die
DE 10 2005 014 662 A1 offenbart ein Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors. Dabei wird die Stickoxidkonzentration im Abgas stromaufwärts und stromabwärts einer Abgasnachbehandlungskomponente gemessen und aus der Reduzierung der Stickoxidemissionen ein Maß für die Konvertierungsleistung der Abgasnachbehandlungskomponente bestimmt.
-
Aus der
DE 11 2015 005 254 T5 ist ein Abgasnachbehandlungssystem für einen Dieselmotor bekannt. Dabei ist ein Stickoxidsensor so konfiguriert, dass er die Stickoxide im Abgas sowohl stromaufwärts als auch stromabwärts einer Abgasnachbehandlungskomponente erkennt. Dabei ist eine Leitung vom Abgaskanal zum Stickoxidsensor vorgesehen, welche eine Probe des Abgases, das von stromaufwärts der Nachbehandlungskomponente durch das erste Ende strömt, empfängt und die Abgasprobe durch das zweite Ende der Leitung an den Sensor liefert.
-
DE 10 2016 223 723 A1 zeigt ein Abgasnachbehandlungssystem für einen Verbrennungsmotor mit zumindest einem ersten Katalysator und einem zweiten Katalysator sowie mit mehreren Lambdasonden zur Ermittlung von Lambdawerten des Abgases an mehreren Position in dem Abgasnachbehandlungssystem.
-
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine vollständige Überwachung der Abgasnachbehandlungskomponenten im Rahmen eine On-Board-Diagnose zu ermöglichen und die Anzahl der benötigten NOx-Sensoren zu reduzieren.
-
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Abgasnachbehandlungssystem für einen Verbrennungsmotor mit einer Abgasanlage gelöst. Die Abgasanlage umfasst einen Abgaskanal, in welchem mindestens zwei Abgasnachbehandlungskomponenten zur Reduzierung der Stickoxid-Emissionen des Verbrennungsmotors angeordnet sind. Es ist vorgesehen, dass der Abgaskanal zumindest an drei Stellen über jeweils eine Entnahmeleitung mit einem Ventil verbunden ist, wobei das Ventil seinerseits über eine erste Sensorleitung mit einem ersten NOx-Sensor und über eine zweite Sensorleitung mit einem zweiten NOx-Sensor verbunden ist. Bei einem Abgasnachbehandlungssystem mit n Abgasnachbehandlungskomponenten sind bei aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen n+1 NOx-Sensoren notwendig, um den Betrieb der Abgasnachbehandlungskomponenten zu regeln beziehungsweise die Funktion dieser Abgasnachbehandlungskomponenten im Rahmen einer On-Board-Diagnose zu überprüfen. Für ein Abgasnachbehandlungssystem mit drei Abgasnachbehandlungskomponenten zur Reduzierung der Stickstoff-Emissionen sind somit im Stand der Technik vier NOx-Sensoren notwendig. Durch ein erfindungsgemäßes Abgasnachbehandlungssystem ist die Regelung und die On-Board-Diagnose mit nur zwei NOx-Sensoren möglich. Dabei ist das Ventil vorzugsweise als schaltbares 3/2-Wege-Ventil oder als 4/2-Wege-Ventil ausgeführt, um eine entsprechende Anzahl von Entnahmeleitungen mit dem Ventil und das Ventil über entsprechende Sensorleitungen mit den zwei NOx-Sensoren zu verbinden. Somit kann die entsprechende Probe an den jeweiligen NOx-Sensor weitergeleitet werden.
-
Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Merkmale sind vorteilhafte Ausführungsformen, Verbesserungen und Weiterentwicklungen des im unabhängigen Anspruch angegebenen Abgasnachbehandlungssystems möglich.
-
In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die beiden Sensorleitungen stromabwärts der NOx-Sensoren in eine Abgasrückführungsleitung der Abgasanlage münden. Um das Abgas nach der Analyse nicht unkontrolliert in die Umwelt zu emittieren, ist es vorteilhaft, wenn das Abgas in eine Abgasrückführungsleitung eingebracht wird. Dadurch entsteht ein geschlossener Abgaskreislauf. Durch das zurückgeführte Abgas kann zudem die Bildung von Rohemissionen in den Brennräumen des Verbrennungsmotors verringert werden, sodass eine saubere und emissionsärmere Verbrennung von Kraftstoff in den Brennräumen des Verbrennungsmotors möglich ist. Vorzugsweise wird das zurückgeführte Abgas in die Ansaugleitung stromaufwärts eines Verdichters des Abgasturboladers zurückgefördert, wobei der Abgasdruck und der Unterdruck in der Ansaugleitung ein natürliches Spülgefällte ausbildet, sodass kein zusätzliches Förderelement für das Abgas notwendig ist.
-
In einer alternativen Ausführungsform des Abgasnachbehandlungssystems ist mit Vorteil vorgesehen, dass stromabwärts der beiden NOx-Sensoren eine Fördereinheit angeordnet ist.
-
Um ein entsprechendes Druckgefälle zwischen dem Abgasbereich stromabwärts der NOx-Sensoren und dem Ansaugbereich oder einem Bereich in der Abgasanlage, in welches das Abgas nach der Analyse zurückgeführt wird, aufzubauen, kann eine Fördereinheit verwendet werden. Durch die Fördereinheit kann das Abgas quasi an beliebige Stellen im Ansaugtrakt oder Abgastrakt zurückgeführt werden, wodurch sich der Freiheitsgrad bei der Auslegung des Abgasnachbehandlungssystems erhöht.
-
In einer bevorzugten Ausführungsform des Abgasnachbehandlungssystems ist vorgesehen, dass die mindestens zwei Abgasnachbehandlungskomponenten einen NOx-Speicherkatalysator und einen SCR-Katalysator umfassen. Durch einen NOx-Speicherkatalysator und einen SCR-Katalysator oder eine SCR-Beschichtung auf einem Partikelfilter kann ein Abgasnachbehandlungssystem ausgeführt werden, welches in einem weiten Temperaturbereich und somit in einem großen Betriebsbereich des Verbrennungsmotors eine Konvertierung von Stickoxid-Emissionen ermöglicht. Dabei ist der NOx-Speicherkatalysator vorzugsweise als Speicherkatalysator für einen niedrigen Temperaturbereich, insbesondere einen Temperaturbereich zwischen 100°C und 200°C ausgeführt, und ermöglicht eine Einspeicherung von NOx-Emissionen, wenn der SCR-Katalysator oder die SCR-Beschichtung noch nicht eine hinreichende Temperatur zur Konvertierung von Stickoxid-Emissionen mittels einer selektiven katalytischen Reduktion erreicht hat.
-
In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass in der Abgasanlage drei Abgasnachbehandlungskomponenten angeordnet sind, wobei der Abgaskanal über vier Entnahmeleitungen mit dem Ventil verbunden ist, wobei das Ventil seinerseits über jeweils eine Sensorleitung mit einem der NOx-Sensoren verbunden ist. Bei drei Abgasnachbehandlungskomponenten ist es sinnvoll, wenn stromaufwärts der ersten und stromabwärts jeder der Abgasnachbehandlungskomponenten jeweils eine Entnahmeleitung angeordnet ist. Somit kann eine Regelung und eine Funktionsüberprüfung jeder der Abgasnachbehandlungskomponenten mit nur zwei NOx-Sensoren erfolgen.
-
Besonders bevorzugt ist dabei, wenn die drei Abgasnachbehandlungskomponenten ein NOx-Speicherkatalysator, ein Partikelfilter mit einer SCR-Beschichtung und ein weiterer SCR-Katalysator sind. Durch eine Anordnung eines NOx-Speicherkatalysators und zweier SCR-Katalysatoren kann ein besonders effizientes Abgasnachbehandlungssystem ausgeführt werden. Dabei kann insbesondere durch eine Anordnung des ersten SCR-Katalysators in einer motornahen Position und des zweiten SCR-Katalysators in einer Unterbodenposition eines Kraftfahrzeuges der Betriebsbereich des Abgasnachbehandlungssystems erweitert werden, bei welchem zumindest einer des SCR-Katalysatoren in einem zur selektiven katalytischen Reduktion von Stickoxiden notwendigen Temperaturbereich betrieben werden kann.
-
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die erste Entnahmeleitung stromabwärts einer Turbine eines Abgasturboladers und stromaufwärts der ersten Abgasnachbehandlungskomponente, die zweite Entnahmeleitung stromabwärts der ersten Abgasnachbehandlungskomponente und stromaufwärts der zweiten Abgasnachbehandlungskomponenten und die dritte Entnahmeleitung stromabwärts der zweiten Abgasnachbehandlungskomponente aus dem Abgaskanal abzweigen. Dadurch kann jede Abgasnachbehandlungskomponente zur Reduzierung der Stickoxid-Emissionen einzeln überprüft werden. Somit ist eine hocheffiziente Regelung des Abgasnachbehandlungssystems möglich, wodurch die Stickoxid-Emissionen insgesamt minimiert werden können.
-
Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Abgasnachbehandlung eines Verbrennungsmotors mit einem solchen Abgasnachbehandlungssystem vorgeschlagen, wobei zur Überprüfung der Funktion einer der Abgasnachbehandlungskomponenten ein erster Abgasteilstrom durch diejenige Entnahmeleitung unmittelbar stromaufwärts der zu überprüfenden Abgasnachbehandlungskomponente und ein zweiter Abgasteilstrom durch diejenige Entnahmeleitung unmittelbar stromabwärts der zu überprüfenden Abgasnachbehandlungskomponente entnommen werden. Durch ein solches Verfahren sind eine Regelung des Abgasnachbehandlungssystems sowie eine On-Board-Diagnose der Abgasnachbehandlungskomponenten mit nur zwei NOx-Sensoren und einem entsprechenden Ventil möglich. Dadurch können die Kosten für das Abgasnachbehandlungssystem reduziert werden, ohne Abstriche an der Funktionalität des Abgasnachbehandlungssystems zu machen.
-
In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens ist vorgesehen, dass der erste Abgasteilstrom über die erste Sensorleitung an den ersten NOx-Sensor und der zweite Abgasteilstrom über die zweite Sensorleitung an den zweiten NOx-Sensor geleitet werden. Bevorzugt ist das Ventil als 3/2-Wege-Ventil oder 4/2-Wege Ventil ausgeführt, wobei die entsprechenden Entnahmeleitungen mit jeweils einem Eingang am Ventil und die beiden NOx-Sensoren jeweils über eine Sensorleitung mit einem der beiden Ausgänge des Ventils verbunden sind. Auf diese Weise ist eine einfache Beaufschlagung der NOx-Sensoren mit dem entsprechenden Abgas möglich.
-
In einer vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens ist vorgesehen, dass die beiden Abgasteilströme nach der Analyse durch die NOx-Sensoren wieder zusammengeführt werden und in eine Abgasrückführungsleitung oder eine gemeinsame Abgasleitung eingeleitet werden. Durch eine Zusammenführung des Abgasstroms kann das analysierte Abgas mit nur einer Abgasrückführungsleitung wieder dem Ansaugtrakt oder der Abgasanlage zugeführt werden, sodass eine zweite Abgasrückführungsleitung entfallen kann.
-
Die verschiedenen in dieser Anmeldung genannten Ausführungsformen der Erfindung sind, sofern im Einzelfall nicht anders ausgeführt, mit Vorteil miteinander kombinierbar.
-
Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen erläutert. Gleiche Bauteile oder Bauteile mit gleicher Funktion sind dabei in den unterschiedlichen Figuren mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Es zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung eines Verbrennungsmotors, welcher mit seinem Auslass mit einer Abgasanlage mit einem Abgasnachbehandlungssystem verbunden ist;
- 2 den grundsätzlichen Aufbau eines erfindungsgemäßen Abgasnachbehandlungssystems in einer schematischen Darstellung;
- 3 das erfindungsgemäße Abgasnachbehandlungssystem in einer ersten Schaltstellung zur Funktionsprüfung der ersten Abgasnachbehandlungskomponente;
- 4 das erfindungsgemäße Abgasnachbehandlungssystem in einer zweiten Schaltstellung zur Funktionsprüfung der zweiten Abgasnachbehandlungskomponente;
- 5 eine alternative Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Abgasnachbehandlungssystems mit einer zusätzlichen Fördereinheit;
- 6 eine weitere alternative Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Abgasnachbehandlungssystems mit drei Abgasnachbehandlungskomponenten; und
- 7 eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Abgasnachbehandlungssystems.
-
1 zeigt die schematische Darstellung eines Verbrennungsmotors 10. Der Verbrennungsmotor 10 ist als direkteinspritzender Dieselmotor ausgeführt. Der Verbrennungsmotor 10 weist mehrere Brennräume 12 auf. An den Brennräumen 12 ist jeweils ein Kraftstoffinjektor 14 zur Einspritzung eines Kraftstoffes in den jeweiligen Brennraum 12 angeordnet. Der Verbrennungsmotor 10 ist mit seinem Auslass mit einer Abgasanlage 20 verbunden.
-
Die Abgasanlage 20 umfasst einen Abgaskanal 22, in welchem in Strömungsrichtung eines Abgases des Verbrennungsmotors 10 durch den Abgaskanal 22 eine Turbine 24 des Abgasturboladers 18 angeordnet ist, welche einen Verdichter im Luftversorgungssystem des Verbrennungsmotors 10 über eine Welle antreibt. Der Abgasturbolader 18 ist vorzugsweise als Abgasturbolader 18 mit variabler Turbinengeometrie ausgeführt. Dazu sind einem Turbinenrad der Turbine 24 verstellbare Leitschaufeln vorgeschaltet, über welche die Anströmung des Abgases auf die Schaufeln der Turbine 24 variiert werden kann. Stromabwärts der Turbine 24 sind mehrere Abgasnachbehandlungskomponenten 26, 28, 30 vorgesehen. Als Abgasnachbehandlungskomponenten 26 können insbesondere ein NOx-Speicherkatalysator 26, ein Partikelfilter mit einer SCR-Beschichtung 28 sowie ein weiterer SCR-Katalysator 30 vorgesehen sein. Dabei ist unmittelbar stromabwärts der Turbine 24 als erste Komponente der Abgasnachbehandlung ein NOx-Speicherkatalysator 26 angeordnet. Stromabwärts des NOx-Speicherkatalysators 26 ist ein Partikelfilter 28 mit einer Beschichtung zur selektiven katalytischen Reduktion von Stickoxiden angeordnet. Stromabwärts des Partikelfilters 28 kann ein weiterer SCR-Katalysator 30 angeordnet sein. Der Verbrennungsmotor 10 ist mit einem Motorsteuergerät 60 verbunden, mit welchem die Einspritzmenge sowie der Einspritzzeitpunkt des Kraftstoffs in die Brennräume 12 des Verbrennungsmotors 10 sowie die Eindosierung eines Reduktionsmittels zur selektiven katalytischen Reduktion von Stickoxiden in den Abgaskanal gesteuert werden.
-
In 2 ist das erfindungsgemäße Abgasnachbehandlungssystem in einer schematischen Darstellung gezeigt. Dabei ist der Abgaskanal 22 stromaufwärts der ersten Abgasnachbehandlungskomponente 26 über eine erste Entnahmeleitung 32 mit einem Ventil 40 verbunden. Der Abgaskanal 22 ist ferner über eine zweite Entnahmeleitung 34, welche stromabwärts der ersten Abgasnachbehandlungskomponente 26 und stromaufwärts der zweiten Abgasnachbehandlungskomponente 28 aus dem Abgaskanal 22 abzweigt, mit dem Ventil 40 verbunden. Eine dritte Entnahmeleitung 36 verbindet den Abgaskanal 22 stromabwärts der zweiten Abgasnachbehandlungskomponente 28 mit dem Ventil 40. In 2 ist das Abgasnachbehandlungssystem in einer Grundstellung dargestellt, dabei sind die Entnahmeleitungen 32, 34, 36 verschlossen, sodass in dieser Grundstellung keine Abgasanalyse durch das Ventil 40 und die dem Ventil 40 nachgeschalteten Abgassensoren 46, 48 erfolgt.
-
Das Ventil 40 ist vorzugsweise als 3/2-Wege-Ventil ausgeführt, wobei die Entnahmeleitungen 32, 34, 36 mit den drei Eingängen des Ventils 40 und die zwei Ausgänge über Sensorleitungen 42, 44 jeweils mit einem NOx-Sensor 46, 48 verbunden sind. Stromabwärts der beiden NOx-Sensoren 46, 48 werden die Sensorleitungen 42, 44 wieder zusammengeführt und über eine gemeinsame Abgasrückführungsleitung 50 mit dem Ansaugtrakt des Verbrennungsmotors 10 stromaufwärts eines Verdichters des Abgasturboladers 18 verbunden.
-
In 3 ist das Abgasnachbehandlungssystem in einer Betriebsstellung zur Analyse der ersten Abgasnachbehandlungskomponente 26 dargestellt. Dabei wird das Abgas aus dem Abgaskanal 22 durch die erste Entnahmeleitung 32 und die zweite Entnahmeleitung 34 jeweils stromaufwärts und stromabwärts der ersten Abgasnachbehandlungskomponente 26 entnommen und dem Ventil 40 zugeführt. Dabei ist das Ventil 40 über die erste Sensorleitung 44 mit dem ersten NOx-Sensor 46 und über die zweite Sensorleitung 42 mit dem zweiten NOx-Sensor 48 verbunden. Somit kann das Abgas aus der ersten Entnahmeleitung 32 über die erste Sensorleitung 44 durch den ersten NOx-Sensor 46 und das Abgas aus der zweiten Entnahmeleitung 34 über die zweite Sensorleitung 42 und den zweiten NOx-Sensor 48 analysiert werden. Dadurch ist auf einfache Art und Weise eine Funktionsprüfung oder Regelung der ersten Abgasnachbehandlungskomponente 26 möglich.
-
In 4 ist ein weiterer Betriebszustand des Abgasnachbehandlungssystems dargestellt, bei dem eine Funktionsüberprüfung der zweiten Abgasnachbehandlungskomponente 28 erfolgt. Dabei ist der Abgaskanal 22 über die geöffnete zweite Entnahmeleitung 34 und die dritte Entnahmeleitung 36 stromaufwärts und stromabwärts der zweiten Abgasnachbehandlungskomponente 28 mit dem Ventil 40 verbunden. Das Ventil 40 ist seinerseits über die erste Sensorleitung 44 mit dem ersten NOx-Sensor 46 und über die zweite Sensorleitung 42 mit dem zweiten NOx-Sensor 48 verbunden.
-
In 5 ist ein alternatives Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Abgasnachbehandlungssystems dargestellt. Bei im Wesentlichen gleichem Aufbau wie zu 2 ausgeführt ist in diesem Ausführungsbeispiel zusätzlich eine Fördereinheit 52 in der Abgasrückführungsleitung 50 stromabwärts der beiden NOx-Sensoren 46, 48 vorgesehen, sodass das Abgas an quasi beliebigen Stellen in den Ansaugtrakt oder in die Abgasanlage 20 des Verbrennungsmotors 10 zurückgefördert werden kann.
-
In 6 ist ein weiteres alternatives Ausführungsbeispiel für ein erfindungsgemäßes Abgasnachbehandlungssystem dargestellt. Das Abgasnachbehandlungssystem umfasst in diesem Ausführungsbeispiel drei Komponenten 26, 28, 30 zur Reduzierung der Stickoxid-Emissionen des Verbrennungsmotors 10, insbesondere einen NOx-Speicherkatalysator 26, eine SCR-Beschichtung auf einem Partikelfilter 28 und einen weiteren SCR-Katalysator 30 in Unterbodenlage eines Kraftfahrzeuges. Der Abgaskanal 22 ist in diesem Ausführungsbeispiel über vier Entnahmeleitungen 32, 34, 36, 38 mit dem Ventil 40 verbunden, welches in dieser Ausführungsform vorzugsweise als 4/2-Wege-Ventil ausgeführt ist. Dabei verbindet die erste Entnahmeleitung 32 den Abgaskanal 22 stromaufwärts der ersten Abgasnachbehandlungskomponente 26 mit dem Ventil 40. Die zweite Entnahmeleitung verbindet den Abgaskanal 22 stromabwärts der ersten Abgasnachbehandlungskomponente 26 und stromaufwärts der zweiten Abgasnachbehandlungskomponente 28 mit dem Ventil 40. Die dritte Entnahmeleitung 36 verbindet den Abgaskanal 22 stromabwärts der zweiten Abgasnachbehandlungskomponente 28 und stromaufwärts der dritten Abgasnachbehandlungskomponente 30 mit dem Ventil 40. Die vierte Entnahmeleitung 38 verbindet den Abgaskanal 22 stromabwärts der dritten Abgasnachbehandlungskomponente 30 mit dem Ventil 40. Somit sind unmittelbar stromaufwärts und stromabwärts jeder Abgasnachbehandlungskomponente 26, 28, 30 jeweils zwei Entnahmeleitungen 32, 34, 36, 38 angeordnet, sodass auf einfache Art und Weise eine Funktionsprüfung oder Regelung jeder der Abgasnachbehandlungskomponenten 26, 28, 30 möglich ist. Stromabwärts des Ventils 40 entspricht der Aufbau dem in 2 beschriebenen Aufbau des Abgasnachbehandlungssystems.
-
In 7 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Abgasnachbehandlungssystems dargestellt. Bei im Wesentlichen gleichem Aufbau wie zu 2 ausgeführt ist in diesem Fall eine Abgasrückführungsleitung 54 vorgesehen, welche die Bereiche stromabwärts der beiden NOx-Sensoren 46, 48 mit der Abgasanlage 20 verbindet. Dabei wird das Abgas vorzugsweise stromabwärts der letzten Abgasnachbehandlungskomponente 28, 30 wieder in den Abgaskanal 22 eingeleitet, da dort der Abgasgegendruck am geringsten ist und ein Rücksaugen von Abgas durch die Abgasrückführungsleitung 54 vermieden wird.
-
Bezugszeichenliste
-
- 10
- Verbrennungsmotor
- 12
- Brennraum
- 14
- Kraftstoffinjektor
- 16
- Auslass
- 18
- Abgasturbolader
- 20
- Abgasanlage
- 22
- Abgaskanal
- 24
- Turbine
- 26
- NOx-Speicherkatalysator
- 28
- SCR-Katalysator
- 30
- Unterboden-SCR-Katalysator
- 32
- erste Entnahmeleitung
- 34
- zweite Entnahmeleitung
- 36
- dritte Entnahmeleitung
- 38
- vierte Entnahmeleitung
- 40
- Ventil
- 42
- zweite Sensorleitung
- 44
- erste Sensorleitung
- 46
- erster NOx-Sensor
- 48
- zweiter NOx-Sensor
- 50
- Abgasrückführungsleitung
- 52
- Fördereinheit
- 54
- Abgasrückführungsleitung
- 60
- Motorsteuergerät
