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Die Erfindung betrifft ein Abgasnachbehandlungssystem für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, mit einer Abgasleitung, die mindestens einen der Brennkraftmaschine zuordenbaren Einlass, einen SCR-Katalysator sowie eine erste Reduktionsmitteldosiervorrichtung zum Eindosieren eines insbesondere flüssigen Reduktionsmittels in die Abgasleitung stromaufwärts des SCR-Katalysators aufweist.
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Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben des oben genannten Abgasnachbehandlungssystems.
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Stand der Technik
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Abgasnachbehandlungssysteme der eingangs genannten Art sind bekannt. So offenbart beispielsweise die Offenlegungsschrift
DE 10 2004 054 238 A1 ein Abgasnachbehandlungssystem der gattungsgemäßen Art. Zum Einspritzen eines flüssigen Reduktionsmittels, insbesondere einer wässrigen Harnstofflösung, in den Abgasstrom einer Brennkraftmaschine, ist eine erste Reduktionsmitteldosiervorrichtung einer Abgasleitung der Brennkraftmaschine zugeordnet. In der Abgasleitung aus dem Harnstoff gebildetes Ammoniak reduziert in einem SCR-Katalysator stromabwärts der ersten Reduktionsmitteldosiervorrichtung im Abgas enthaltene gesundheitsschädliche Stickoxide zu elementarem Stickstoff.
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Problematisch ist, dass die Stickoxidreduktion eingangs beschriebener Abgasnachbehandlungssysteme insbesondere in einer Aufwärmphase nach einem Kaltstart der Brennkraftmaschine unvollständig abläuft. Die Thermolyse des durch die erste Reduktionsmitteldosiervorrichtung in Form einer wässrigen Harnstofflösung in die Abgasleitung eingebrachten Harnstoffs kann in der Aufwärmphase der Brennkraftmaschine unzureichend erfolgen.
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Offenbarung der Erfindung
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Das erfindungsgemäße Abgasnachbehandlungssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass der Abgasleitung stromaufwärts des SCR-Katalysators zusätzlich Ammoniak zugeführt wird. Erfindungsgemäß ist der Abgasleitung eine Ammoniakbereitstellungseinheit zugeordnet, die dazu ausgebildet ist, stromaufwärts des SCR-Katalysators Ammoniak in die Abgasleitung zu dosieren. Hierfür weist die Ammoniakbereitstellungseinheit beispielsweise entweder einen Vorratsbehälter für Ammoniak auf oder die Ammoniakbereitstellungseinheit verfügt über geeignete Vorrichtungen, um eine Ammoniakvorstufe auch im Anschluss an einen Kaltstart der Brennkraftmaschine mittels einer chemischen Reaktion in Ammoniak umzuwandeln.
Dadurch, dass die Ammoniakbereitstellungseinheit des erfindungsgemäßen Abgasnachbehandlungssystems direkt Ammoniak in die Abgasleitung eindosiert, ist gewährleistet, dass auch bei niedrigen Abgastemperaturen, im Anschluss an einen Kaltstart der Brennkraftmaschine, ausreichend Ammoniak zur Reduktion von im Abgas enthaltenen Stickoxiden im SCR-Katalysator zur Verfügung steht. Zweckmäßigerweise wird das Ammoniak stromaufwärts des SCR-Katalysators in die Abgasleitung eindosiert, sodass es den SCR-Katalysator zusammen mit dem Abgas der Brennkraftmaschine durchströmt.
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Vorzugsweise weist die Ammoniakbereitstellungseinheit zumindest eine Zuführleitung für das Ammoniak auf, die zwischen der ersten Reduktionsmitteldosiervorrichtung und dem SCR-Katalysator in die Abgasleitung mündet. Das Ammoniak wird also von der Ammoniakbereitstellungseinheit durch eine Zuführleitung in die Abgasleitung geführt. Vorzugsweise ist ein in der Zuführleitung vorherrschender Gasdruck höher als ein in der Abgasleitung vorherrschender Gasdruck, sodass eine Transportrichtung von der Zuführleitung zur Abgasleitung gewährleistet ist.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Ammoniakbereitstellungseinheit eine zweite Reduktionsmitteldosiervorrichtung zum Eindosieren eines flüssigen Reduktionsmittels in die Zuführleitung aufweist. Der zweiten Reduktionsmitteldosiervorrichtung ist ein Vorratsbehälter für ein flüssiges Reduktionsmittel sowie eine Fördereinrichtung zum Fördern des flüssigen Reduktionsmittels zur zweiten Reduktionsmitteldosiervorrichtung zugeordnet. Vorzugsweise weist die Reduktionsmitteldosiervorrichtung ausgangsseitig einen Zerstäuber, beispielsweise eine Einstoffdruckdüse auf, die dazu ausgebildet ist, das flüssige Reduktionsmittel als Aerosol in die Zuführleitung einzudosieren. Bei dem flüssigen Reduktionsmittel handelt es sich insbesondere um eine Ammoniaklösung oder eine Lösung einer Ammoniakvorstufe, die durch eine chemische Reaktion in Ammoniak umwandelbar ist. Ferner weist die Ammoniakbereitstellungseinheit eine Frischluftfördereinrichtung mit einer stromaufwärts der zweiten Reduktionsmitteldosiervorrichtung in die Zuführleitung mündenden ersten Druckluftleitung auf. Die Frischluftfördereinrichtung erzeugt in der Zuführleitung einen Luftstrom, wodurch das eindosierte flüssige Reduktionsmittel in die Abgasleitung transportiert wird. Die Frischluftfördereinrichtung ist vorzugsweise als ein Kompressor, ein Ventilator oder eine Turbine ausgebildet.
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Besonders bevorzugt sind die Reduktionsmitteldosiervorrichtungen dazu ausgebildet, als Reduktionsmittel eine wässrige Harnstofflösung zu dosieren. Diese ist mittlerweile an zahlreichen Tankstellen erhältlich, wodurch eine flächendeckende Versorgung mit flüssigem Reduktionsmittel gewährleistet ist. In dieser Ausführungsform weist die Zuführleitung stromabwärts der zweiten Reduktionsmitteldosiervorrichtung einen Ammoniakerzeugungskatalysator auf. Die durch die zweite Reduktionsmitteldosiervorrichtung in die Zuführleitung eindosierte Harnstofflösung durchströmt den Ammoniakerzeugungskatalysator, wodurch der Harnstoff zumindest anteilig in Ammoniak umgewandelt wird. Der Ammoniakerzeugungskatalysator ermöglicht auch bei niedrigen Temperaturen eine Umwandlung von Harnstoff zu Ammoniak.
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Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass beiden Reduktionsmitteldosiervorrichtungen ein gemeinsamer Vorratsbehälter für die wässrige Harnstofflösung zugeordnet ist. Die Verwendung nur eines Vorratsbehälters für die wässrige Harnstofflösung stellt eine für den Benutzer besonders komfortable Lösung dar, da nur in einen Vorratsbehälter flüssiges Reduktionsmittel nachgefüllt werden muss. Dadurch, dass beide Reduktionsmitteldosiervorrichtungen auf flüssiges Reduktionsmittel aus demselben Vorratsbehälter zurückgreifen, wird die Anzahl an Bauteilen reduziert, wodurch Bauraum eingespart wird.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist die zweite Reduktionsmitteldosiervorrichtung mit einem separaten Vorratsbehälter für den Ammoniak verbunden. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass auf einen Ammoniakerzeugungskatalysator verzichtet werden kann, da die zweite Reduktionsmitteldosiervorrichtung bereits aktives Reduktionsmittel, das Ammoniak, in die Zuführleitung eindosiert. Außerdem wird eine besonders schnelle Verfügbarkeit des Ammoniaks gewährleistet.
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Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass die Zuführleitung stromaufwärts der zweiten Reduktionsmitteldosiervorrichtung eine erste Heizvorrichtung aufweist, die dazu ausgebildet ist, das Gasgemisch in der Zuführleitung zu erhitzen. Der Vorteil dieser Ausführungsform ist, dass die Umwandlung des durch die zweite Reduktionsmitteldosiervorrichtung in die Zuführleitung eindosierten Harnstoffs in Ammoniak weiter verbessert wird. Zusätzlich sorgt die Heizvorrichtung dafür, dass die Erwärmung des SCR-Katalysators auf eine optimale Betriebstemperatur schneller vorangeht. Bevorzugt ist die Heizvorrichtung als ein Brenner oder als ein elektrisch betriebenes Heizelement ausgebildet. Die erste Heizvorrichtung ist insbesondere innerhalb der Zuführleitung angeordnet, sodass sie das die Zuführleitung durchströmende Gasgemisch erhitzt. Alternativ ist die erste Heizvorrichtung außerhalb der Zuführleitung angeordnet und erhitzt die Zuführleitung selbst, wodurch sich auch das die Zuführleitung durchströmende Gasgemisch erhitzt.
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Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass die erste Heizvorrichtung einen insbesondere kraftstoffbetriebenen Brenner aufweist. Der Brenner ist über eine Kraftstoffleitung, die eine Fördereinrichtung für Kraftstoff aufweist, mit einem Vorratsbehälter für Kraftstoff verbunden. Insbesondere ist dem Brenner und der Brennkraftmaschine ein gemeinsamer Vorratsbehälter für Kraftstoff zugeordnet.
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Der Brenner ist vorteilhafterweise eingangsseitig mit der Frischluftfördereinrichtung und ausgangsseitig mit der Zuführleitung verbunden. Die von der Frischluftfördereinrichtung geförderte Luft durchströmt den Brenner und dient als Verbrennungsluft für in den Brenner geförderten Kraftstoff. Das aus der Verbrennung resultierende erhitzte Gasgemisch gewährleistet eine besonders schnelle Erwärmung der Zuführleitung und damit auch der stromabwärts des Brenners gelegenen Vorrichtungen, woraus die bereits beschriebenen Vorteile resultieren.
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Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass der Brenner stromaufwärts der Mündung der ersten Druckluftleitung in die Zuführleitung angeordnet ist, wobei der Brenner eingangsseitig mit einer zweiten Druckluftleitung der Frischluftfördereinrichtung verbunden ist. In dieser Ausführungsform weist die Frischluftfördereinrichtung also neben der ersten direkt in die Zuführleitung mündenden Druckluftleitung eine zweite dem Brenner zugeordnete Druckluftleitung auf. Durch eine Auftrennung des von der Frischluftfördereinrichtung erzeugten Luftstroms in zwei separate Luftströme ist eine gezielte Steuerung der Temperatur in der Zuführleitung möglich.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass zwischen dem Brenner und der Mündung der ersten Druckluftleitung in die Zuführleitung eine Bypassleitung von der Zuführleitung abzweigt, wobei die Bypassleitung stromaufwärts der ersten Reduktionsmitteldosiervorrichtung in die Abgasleitung mündet. Durch die Bypassleitung gelangt vom Brenner erhitzte Luft auch stromaufwärts der ersten Reduktionsmitteldosiervorrichtung in die Abgasleitung. Hierdurch wird die Umwandlung des durch die erste Reduktionsmitteldosiervorrichtung eindosierten Harnstoffs in Ammoniak aufgrund der durch den Brenner erhöhten Temperatur gesteigert und auch stromaufwärts der ersten Reduktionsmitteldosiervorrichtung gelegene Vorrichtungen werden durch den Brenner auf Betriebstemperatur erhitzt.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Bypassleitung einen Oxidationskatalysator aufweist. Hierdurch wird gewährleistet, dass durch den Betrieb des Brenners entstehende, die Bypassleitung durchströmende Kohlenwasserstoffe und Kohlenmonoxid zu Kohlenstoffdioxid und Wasser oxidiert werden und ein zusätzlicher Enthalpieeintrag erfolgt.
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Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass dem Ammoniakerzeugungskatalysator eine zweite Heizvorrichtung zugeordnet ist. Die insbesondere elektrisch betreibbare zweite Heizvorrichtung gewährleistet ein schnelles Erhitzen des Ammoniakerzeugungskatalysators und verbessert dadurch zusätzlich die Umwandlung des durch die zweite Reduktionsmitteldosiervorrichtung eindosierten Harnstoffs in Ammoniak.
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Vorzugsweise weisen die Abgasleitung, die Zuführleitung, die Bypassleitung und/oder zumindest eine der Druckluftleitungen zumindest ein insbesondere elektrisch ansteuerbares Ventil auf um den Durchströmungsquerschnitt der jeweiligen Leitung zu ändern. Besonders bevorzugt ist das zumindest eine Ventil stufenlos regelbar. Das zumindest eine Ventil ermöglicht eine gezielte Steuerung des Luft- und des Wärmestroms im Abgasnachbehandlungssystem.
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Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass die Abgasleitung zwischen der Mündung der Zuführleitung und dem SCR-Katalysator einen Mischer aufweist. Der Mischer bewirkt, beispielsweise durch Verwirbelungen, eine Durchmischung des Abgasstroms mit dem durch die Ammoniakbereitstellungseinheit eindosierten Ammoniak. Durch eine Durchmischung des Abgasstroms mit dem Reduktionsmittel, dem Ammoniak, wird die Reduktion der im Abgasstrom enthaltenen Stickoxide gesteigert.
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Das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 15 zeichnet sich dadurch aus, dass mittels der Ammoniakbereitstellungseinheit zumindest in einer Aufwärmphase nach einem Kaltstart der Brennkraftmaschine Ammoniak stromaufwärts des SCR-Katalysators in die Abgasleitung eindosiert wird. Es ergeben sich hierdurch die bereits genannten Vorteile.
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Im Folgenden soll die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert werden. Dazu zeigen
- 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines vorteilhaften Abgasnachbehandlungssystems,
- 2 ein zweites Ausführungsbeispiel des Abgasnachbehandlungssystems,
- 3 ein Verfahren zum Betreiben des Abgasnachbehandlungssystems.
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1 zeigt in einer vereinfachten Darstellung ein Abgasnachbehandlungssystem 1 für eine Abgasnachbehandlung einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs. Das Abgasnachbehandlungssystem 1 weist eine Abgasleitung 2 mit einem Einlass 3 und einem Auslass 4 auf. Zwischen dem Einlass 3 und dem Auslass 4 weist die Abgasleitung 2 einen Dieselpartikelfilter 5 sowie einen stromabwärts des Dieselpartikelfilters 5 gelegenen SCR-Katalysator 6 auf. Zwischen dem Dieselpartikelfilter 5 und dem SCR-Katalysator 6 weist die Abgasleitung 2 eine erste Reduktionsmitteldosiervorrichtung 7 mit einem betätigbaren Dosierventil 12 auf, wobei das Dosierventil 12 eine Mantelwand der Abgasleitung 2 durchdringt und dazu ausgebildet ist, eine wässrige Harnstofflösung in die Abgasleitung 2 zu dosieren. Optional weist die Abgasleitung zusätzliche Vorrichtungen, beispielsweise einen Oxidationskatalysator, auf.
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Der Abgasleitung 2 ist eine Ammoniakbereitstellungseinheit 8 zugeordnet, die dazu ausgebildet ist, zwischen der ersten Reduktionsmitteldosiervorrichtung 7 und dem SCR-Katalysator 6 Ammoniak in die Abgasleitung 2 zu dosieren. Hierzu weist die Ammoniakbereitstellungseinheit 8 des Abgasnachbehandlungssystems 1 eine Zuführleitung 9 auf, die durch eine Mündung 10 in die Abgasleitung 2 mündet. Die Zuführleitung 9 weist eine zweite Reduktionsmitteldosiervorrichtung 11 mit einem betätigbaren Dosierventil 15 auf, wobei das betätigbare Dosierventil 15 der zweiten Reduktionsmitteldosiervorrichtung 11 eine Mantelwand der Zuführleitung 9 durchdringt und dazu ausgebildet ist, vorzugsweise eine wässrige Harnstofflösung in die Zuführleitung 9 zu dosieren.
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In dem in 1 beschriebenen Ausführungsbeispiel ist der ersten Reduktionsmitteldosiervorrichtung 7 und der zweiten Reduktionsmitteldosiervorrichtung 11 ein gemeinsamer Vorratsbehälter 13 zugeordnet, in dem die wässrige Harnstofflösung gelagert ist. Alternativ ist der ersten Reduktionsmitteldosiervorrichtung 7 ein erster Vorratsbehälter 13a und der zweiten Reduktionsmitteldosiervorrichtung 11 ein zweiter Vorratsbehälter 13b zugeordnet, wobei in beiden Vorratsbehältern 13a, 13b die gleiche wässrige Harnstofflösung gelagert ist. Alternativ sind in den beiden Vorratsbehältern 13a, 13b unterschiedliche Reduktionsmittel gelagert.
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Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist in dem zweiten Vorratsbehälter 13b Ammoniak in Form einer wässrigen Lösung gelagert. Hierdurch wird eine besonders schnelle Verfügbarkeit des Ammoniaks gewährleistet. Alternativ ist in dem zweiten Vorratsbehälter 13b druckverflüssigtes Ammoniak gelagert. In diesem Ausführungsbeispiel ist der zweite Vorratsbehälter 13b vorzugsweise als Druckgasbehälter ausgebildet.
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Die Reduktionsmitteldosiervorrichtungen 7, 11 sind durch Leitungen mit dem Vorratsbehälter 13 beziehungsweise den Vorratsbehältern 13a, 13b verbunden, wobei Fördervorrichtungen, insbesondere Fluidpumpen, vorhanden und dazu ausgebildet sind, das Reduktionsmittel durch die Leitungen zu den Reduktionsmitteldosiervorrichtungen 7, 11 zu fördern.
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In dem in 1 beschriebenen Ausführungsbeispiel weist die Zuführleitung 9 stromabwärts der zweiten Reduktionsmitteldosiervorrichtung 11 einen Ammoniakerzeugungskatalysator 16 auf. Die durch die zweite Reduktionsmitteldosiervorrichtung 11 in die Zuführleitung 9 eindosierte wässrige Harnstofflösung durchströmt im Betrieb der Ammoniakbereitstellungseinheit 8 den Ammoniakerzeugungskatalysator 16, wodurch der Harnstoff in Ammoniak umgewandelt wird. Dem Ammoniakerzeugungskatalysator 16 ist eine elektrisch betreibbare, als Heizwendel ausgebildete, zweite Heizvorrichtung 17 zugeordnet, die ein schnelles Erhitzen des Ammoniakerzeugungskatalysators 16 gewährleistet, wodurch die Umwandlung des Harnstoffs in Ammoniak auch nach einem Kaltstart der Brennkraftmaschine ausreichend verläuft. In dem oben genannten Ausführungsbeispiel, in dem Ammoniak im zweiten Vorratsbehälter 13b gelagert ist, wird auf den Ammoniakerzeugungskatalysator 16 vorzugsweise verzichtet.
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Die Ammoniakbereitstellungseinheit 8 weist eine als Kompressor ausgebildete Frischluftfördereinrichtung 18 auf, deren Ausgang 19 durch eine erste Druckluftleitung 20 mit der Zuführleitung 9 verbunden ist. Die Mündung 21 der ersten Druckluftleitung 20 in die Zuführleitung 9 befindet sich stromaufwärts der zweiten Reduktionsmitteldosiervorrichtung 11. Im Betrieb gewährleistet die Frischluftfördereinrichtung 18 durch die Erzeugung eines Überdrucks in der Zuführleitung 9 eine Strömungsrichtung von der Ammoniakbereitstellungseinheit 8 in die Abgasleitung 2.
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Ferner weist die Ammoniakbereitstellungseinheit 8 eine erste Heizvorrichtung 23 auf, die als kraftstoffbetriebener Brenner 24 ausgebildet ist. Der kraftstoffbetriebene Brenner 24 ist eingangsseitig mit einer Kraftstoffleitung 25 verbunden, wobei eine Fördervorrichtung, insbesondere eine Fluidpumpe, vorhanden und dazu ausgebildet ist, Kraftstoff durch die Kraftstoffleitung 25 zum Brenner 24 zu fördern. Der Kraftstoffleitung 25 und der Brennkraftmaschine ist ein gemeinsamer Vorratsbehälter für Kraftstoff zugeordnet. Weiterhin ist der Brenner 24 eingangsseitig durch eine zweite Druckluftleitung 26 mit der Frischluftfördereinrichtung 18 verbunden. Der Brenner 24 verbrennt den durch die Kraftstoffleitung 25 bereitgestellten Kraftstoff mithilfe von durch die Frischluftfördereinrichtung 18 bereitgestellter Verbrennungsluft. Ausgangsseitig ist der Brenner 24 mit der Zuführleitung 9 verbunden, wodurch ein in dem Brenner 24 verbranntes Luft-Kraftstoff-Gemisch als erwärmtes Gasgemisch in die Zuführleitung 9 gelangt. Das erwärmte Gasgemisch durchströmt die Zuführleitung 9, wodurch die Zuführleitung 9 und in der Zuführleitung 9 angeordnete Vorrichtungen erwärmt werden.
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Die Ammoniakbereitstellungseinheit 8 weist eine Bypassleitung 27 auf, die zwischen dem Brenner 24 und der Mündung 21 von der Zuführleitung 9 abzweigt. Die Bypassleitung 27 weist eine Mündung 28 in die Abgasleitung 2 auf, wobei die Mündung 28 gemäß dem in 1 dargestellten Abgasnachbehandlungssystem 1 zwischen dem Dieselpartikelfilter 5 und der ersten Reduktionsmitteldosiervorrichtung 7 angeordnet ist. Durch die Bypassleitung 27 gelangt das erwärmte Gasgemisch auch stromaufwärts der ersten Reduktionsmitteldosiervorrichtung 7 in die Abgasleitung 2. Alternativ ist die Mündung 28 stromaufwärts des Dieselpartikelfilters 5 in der Abgasleitung 2 angeordnet, so dass auch der Dieselpartikelfilter 5 und optional vorhandene zusätzliche Vorrichtungen stromaufwärts des Dieselpartikelfilters, beispielsweise ein Oxidationskatalysator, durch das erwärmte Gasgemisch erwärmt werden.
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Das in 1 dargestellte Ausführungsbeispiel des Abgasnachbehandlungssystem 1 weist drei elektrisch ansteuerbare Ventile 29, 30, 31 auf, die in der ersten Druckluftleitung 20, der Bypassleitung 27 und der Abgasleitung 2 angeordnet sind und eine Regulierung des Durchströmungsquerschnitts der jeweiligen Leitung ermöglichen. Das in der ersten Druckluftleitung 20 angeordnete Ventil 29 ermöglicht eine Steuerung des Luft- und des Wärmestroms in der Zuführleitung. Das in der Bypassleitung 27 angeordnete Ventil 30 ermöglicht ein Regeln oder Steuern des Wärmestroms von der Bypassleitung in die Abgasleitung 2. Das in der Abgasleitung 2 angeordnete Ventil 31 ermöglicht eine Einstellung des Abgasstroms in der Abgasleitung 2. In einem weiteren Ausführungsbeispiel weist das Abgasnachbehandlungssystem nur die Ventile 29 und 31 beziehungsweise nur die Ventile 29 und 30 auf.
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Zwischen dem SCR-Katalysator 6 und der Mündung 10 der Zuführleitung 9 in die Abgasleitung 2 weist die Abgasleitung 2 einen Mischer 32 auf. Der Mischer 32 ist als statischer Mischer ausgebildet und gewährleistet durch Verwirbelung eine Durchmischung des Abgasstroms mit dem durch die Ammoniakbereitstellungseinheit 8 eindosierten Ammoniak und der durch die erste Reduktionsmitteldosiervorrichtung 7 eindosierten wässrigen Harnstofflösung, wodurch die Reduktion der im Abgasstrom enthaltenen Stickoxide gesteigert wird.
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2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des Abgasnachbehandlungssystems 1, wobei aus dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel bereits bekannte Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind und insofern auf die obenstehende Beschreibung verwiesen wird. Im Folgenden soll im Wesentlichen nur auf die Unterschiede eingegangen werden.
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In dem in 2 beschriebenen Ausführungsbeispiel weist die Bypassleitung 27 einen Oxidationskatalysator 33 auf. Der Vorteil dieses Ausführungsbeispiels ist, dass durch den Betrieb des Brenners 24 entstehende, die Bypassleitung durchströmende Kohlenwasserstoffe oder Kohlenmonoxid im Oxidationskatalysator 33 zu Kohlenstoffdioxid und Wasser oxidiert werden und ein zusätzlicher Enthalpieeintrag erfolgt. Das Vorhandensein des Oxidationskatalysators 33 ist nicht auf die in 2 dargestellte Ventilausstattung limitiert. Beispielsweise kann der Oxidationskatalysator 33 auch in das in 1 dargestellte Ausführungsbeispiel integriert werden.
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3 zeigt anhand eines Flussdiagramms ein beispielhaftes Verfahren zum Betreiben des Abgasnachbehandlungssystems 1. In einem ersten Schritt S1 erfolgt ein Start der Brennkraftmaschine. In einem zweiten Schritt S2 wird eine Temperatur des SCR-Katalysators 6 und/oder eine Temperatur des Abgasstroms stromaufwärts des SCR-Katalysators 6 ermittelt. Liegt die ermittelte Temperatur unterhalb eines vorgebbaren Schwellenwertes, beispielsweise nach einem Kaltstart der Brennkraftmaschine, wird in einem Schritt S3 die Ammoniakbereitstellungseinheit 8 gestartet. In einem vierten Schritt S4 wird ermittelt, ob die Freigabebedingungen für die zweite Reduktionsmitteldosiervorrichtung 11 erreicht sind. Diese umfassen insbesondere eine Temperatur des Ammoniakerzeugungskatalysators 16. Sind die Freigabebedingungen für die zweite Reduktionsmitteldosiervorrichtung erreicht, wird diese in einem fünften Schritt S5 angesteuert, das Reduktionsmittel in die Zuführleitung 9 zu dosieren. Falls die Freigabebedingungen für die zweite Reduktionsmitteldosiervorrichtung 11 nicht erreicht sind, wird der Ammoniakerzeugungskatalysator 16 in einem Schritt S6 beheizt. In einem siebten Schritt S7 wird ermittelt, ob die Freigabebedingungen für die erste Reduktionsmitteldosiervorrichtung erfüllt sind. Diese sind insbesondere die Temperatur des Abgasstroms stromaufwärts des SCR-Katalysators 6 und die Temperatur des SCR-Katalysators 6. Falls die Freigabebedingungen für die erste Reduktionsmitteldosiervorrichtung 7 erreicht sind, wird die erste Reduktionsmitteldosiervorrichtung 7 in einem Schritt S8 angesteuert, das Reduktionsmittel in die Abgasleitung 2 zu dosieren. Falls die Freigabebedingungen für die erste Reduktionsmitteldosiervorrichtung 7 nicht erreicht sind, werden in einem Schritt S9 weitere Heizmaßnahmen, beispielsweise motorische Heizmaßnahmen, eingeleitet. In einem Schritt S10 wird ermittelt, ob die Bedingungen für eine Abschaltung der zweiten Reduktionsmitteldosiervorrichtung 11 erreicht sind. Die Abschaltbedingungen für die zweite Reduktionsmitteldosiervorrichtung 11 sind so gewählt, dass auch nach Abschalten der zweiten Reduktionsmitteldosiervorrichtung ausreichend Ammoniak zur Reduktion der im Abgasstrom enthaltenen Stickoxide zur Verfügung steht. Insbesondere umfassen die Abschaltbedingungen eine Restmenge an nicht verbrauchtem Ammoniak der stromabwärts des SCR-Katalysators 6 detektiert wird und die Temperatur des Abgasstroms stromaufwärts des SCR-Katalysators 6. Nach Erreichen der Abschaltbedingungen für die zweite Reduktionsmitteldosiervorrichtung 11 wird in einem darauffolgenden Schritt S11 die zweite Reduktionsmitteldosiervorrichtung 11 abgeschaltet. Falls die Abschaltbedingungen für die zweite Reduktionsmitteldosiervorrichtung 11 nicht erreicht sind, werden in einem Schritt S12 Maßnahmen zum Schutz der Komponenten der Ammoniakbereitstellungseinheit 8 eingeleitet. Insbesondere wird eine Leistung des Brenners 24 redziert. In dem sich anschließenden Schritt S13 wird ermittelt, ob die Abschaltbedingungen für die weiteren Vorrichtungen der Ammoniakbereitstellungseinheit 8 erreicht sind. Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn die Frischluftfördereinrichtung 18 zumindest solange in Betrieb bleibt, bis die durch die zweite Reduktionsmitteldosiervorrichtung 11 in die Zuführleitung 9 eindosierte wässrige Harnstofflösung aus der Zuführleitung 9 transportiert wurde. Sobald die Abschaltbedingungen erreicht sind, wird im darauffolgenden Schritt S14 die Ammoniakbereitstellungseinheit 8 abgeschaltet. Ansonsten werden in einem weiteren Schritt S15 zusätzliche Maßnahmen zum Erreichen der Abschaltbedingungen eingeleitet.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102004054238 A1 [0003]
