DE102019002383A1 - Method for increasing a filtration efficiency of a particulate filter - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erhöhen einer Filtrationseffizienz eines in einer Abgasanlage (10) für ein Kraftfahrzeug angeordneten Partikelfilters (14), bei welchem der Partikelfilter (14) mit Partikeln (20) beaufschlagt wird, welche bei einem Regenerieren des Partikelfilters (14) nicht brennbar sind. Wenigstens ein die Partikel (20) enthaltendes Behältnis (18) aus einem brennbaren Material wird stromaufwärts eines Katalysators (12) in die Abgasanlage (10) eingebracht. Das wenigstens eine Behältnis (18) wird im Betrieb der Abgasanlage (10) verbrannt, und zumindest ein Teil der Partikel (20) wird mittels des Abgases in den Partikelfilter (14) gefördert.The invention relates to a method for increasing the filtration efficiency of a particle filter (14) arranged in an exhaust system (10) for a motor vehicle, in which the particle filter (14) is exposed to particles (20) which are not applied when the particle filter (14) is regenerated are flammable. At least one container (18) made of a combustible material and containing the particles (20) is introduced into the exhaust system (10) upstream of a catalytic converter (12). The at least one container (18) is burned when the exhaust system (10) is in operation, and at least some of the particles (20) are conveyed into the particle filter (14) by means of the exhaust gas.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erhöhen einer Filtrationseffizienz eines in einer Abgasanlage für ein Kraftfahrzeug angeordneten Partikelfilters. Hierbei wird der Partikelfilter mit Partikeln beaufschlagt, welche bei einem Regenerieren des Partikelfilters nicht brennbar sind.The invention relates to a method for increasing the filtration efficiency of a particle filter arranged in an exhaust system for a motor vehicle. In this case, the particle filter is acted upon with particles which are not combustible when the particle filter is regenerated.

Insbesondere Ottopartikelfilter haben im Neuzustand eine vergleichsweise geringe Filtrationseffizienz. Die Filtrationseffizienz beschreibt, welcher Anteil der im Abgas einer Verbrennungskraftmaschine des den Partikelfilter aufweisenden Kraftfahrzeugs enthaltenen Partikel von dem Partikelfilter zurückgehalten werden. Erst nach einer gewissen Laufzeit des Partikelfilters verbessert sich die Filtration desselben. Dies liegt insbesondere an der Ablagerung von Verbrennungsrückständen in dem Partikelfilter. In zukünftigen Abgasgesetzgebungen wird jedoch bereits im Neuzustand des Partikelfilters eine vergleichsweise hohe Filtrationseffizienz des Partikelfilters gefordert. Dementsprechend ist dafür zu sorgen, dass bei der Fertigung eines Kraftfahrzeugs bereits am Bandende der Partikelfilter die geforderte Filtrationseffizienz aufweist. Bei derzeit erhältlichen Ottopartikelfiltern ist dies jedoch nicht der Fall.Otto particle filters in particular have a comparatively low filtration efficiency when new. The filtration efficiency describes what proportion of the particles contained in the exhaust gas of an internal combustion engine of the motor vehicle having the particle filter are retained by the particle filter. The filtration of the particle filter only improves after a certain running time. This is particularly due to the deposits of combustion residues in the particle filter. In future exhaust gas legislation, however, a comparatively high filtration efficiency of the particle filter will be required even when the particle filter is new. Accordingly, it must be ensured that when a motor vehicle is being manufactured, the particle filter already has the required filtration efficiency at the end of the line. However, this is not the case with currently available gasoline particulate filters.

Die DE 10 2016 103 735 A1 beschreibt ein Verfahren zur künstlichen Veraschung eines Partikelfilters. Hierbei wird beispielsweise eine Wandoberfläche des Partikelfilters oder eine innere Beschichtung des Partikelfilters mit Asche beaufschlagt. Zu diesem Zweck wird ein Aschebildner in einem nachgeschalteten Prozess oder direkt im Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs verbrannt. Die hierbei entstehende Asche wird dann auf die Oberfläche des Partikelfilters aufgebracht.The DE 10 2016 103 735 A1 describes a method for artificial incineration of a particle filter. In this case, for example, a wall surface of the particle filter or an inner coating of the particle filter is exposed to ash. For this purpose, an ash generator is burned in a downstream process or directly while the vehicle is being driven. The resulting ash is then applied to the surface of the particle filter.

Als nachteilig ist hierbei der Umstand anzusehen, dass zunächst ein brennbares Material verbrannt werden muss, um die Asche zu bilden. Erst diese Asche steht dann für das Erhöhen der Filtrationseffizienz des Partikelfilters zur Verfügung. Bei einem derartigen Verfahren lässt sich jedoch eine Beschaffenheit der Aschepartikel, insbesondere eine Größenverteilung der Aschepartikel, nicht gut einstellen beziehungsweise steuern.A disadvantage here is the fact that a combustible material must first be burned in order to form the ashes. Only this ash is then available for increasing the filtration efficiency of the particle filter. With such a method, however, a quality of the ash particles, in particular a size distribution of the ash particles, cannot be set or controlled well.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, mittels welchem sich die Filtrationseffizienz des Partikelfilters besonders einfach erhöhen lässt.The object of the present invention is therefore to create a method of the type mentioned at the beginning by means of which the filtration efficiency of the particle filter can be increased particularly easily.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.This object is achieved by a method with the features of claim 1. Advantageous configurations with expedient further developments of the invention are specified in the dependent claims.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Erhöhen einer Filtrationseffizienz eines in einer Abgasanlage für ein Kraftfahrzeug angeordneten Partikelfilters wird der Partikelfilter mit Partikeln beaufschlagt. Die Partikel sind bei einem Regenerieren des Partikelfilters nicht brennbar. Wenigstens ein die Partikel enthaltenes Behältnis aus einem brennbaren Material wird stromaufwärts eines Katalysators in die Abgasanlage eingebracht. Im Betrieb der Abgasanlage wird dann das wenigstens eine Behältnis verbrannt, und zumindest ein Teil der Partikel wird mittels des Abgases in den Partikelfilter gefördert. Durch das Einbringen des Behältnisses aus dem brennbaren Material in die Abgasanlage, welches bereits die nicht brennbaren Partikel enthält, kann eine Beschaffenheit, insbesondere eine Größenverteilung, der Partikel wie gewünscht vorgegeben werden. Dadurch lässt sich die Filtrationseffizienz des Partikelfilters besonders einfach und wie gewünscht erhöhen. Denn durch das Bereitstellen der Partikel in dem wenigstens einen Behältnis aus dem brennbaren Material lässt sich der Prozess besonders gut kontrollieren.In the method according to the invention for increasing a filtration efficiency of a particle filter arranged in an exhaust system for a motor vehicle, the particle filter is acted upon with particles. The particles are not combustible when the particle filter is regenerated. At least one container made of a combustible material and containing the particles is introduced into the exhaust system upstream of a catalytic converter. When the exhaust system is in operation, the at least one container is then burned, and at least some of the particles are conveyed into the particle filter by means of the exhaust gas. By introducing the container made of the combustible material into the exhaust system, which container already contains the non-combustible particles, a nature, in particular a size distribution, of the particles can be specified as desired. In this way, the filtration efficiency of the particle filter can be increased particularly easily and as desired. This is because the process can be controlled particularly well by providing the particles in the at least one container made of the combustible material.

Auf diese Weise ist eine stabile Filtration des Partikelfilters bereits ab dem ersten Fahrkilometer des mit der Abgasanlage ausgestatteten Kraftfahrzeugs erreichbar. Auch die Anforderungen zukünftiger Gesetzgebungen im Hinblick auf einen Partikelausstoß über das Abgas von Kraftfahrzeugen lassen sich so erreichen. Dies gilt insbesondere für in China und in Europa anstehende gesetzliche Vorgaben mit einem Fokus auf die emittierte Partikelanzahl. Durch das Einbringen der Partikel aus dem nicht brennbaren Material in den Partikelfilter wird dessen Filtration signifikant verbessert. Eine im Abgas der Abgasanlage enthaltene Partikelanzahl stromabwärts des Partikelfilters wird folglich auch bereits im Neuzustand des Kraftfahrzeugs deutlich reduziert.In this way, stable filtration of the particle filter can be achieved from the first kilometer on the motor vehicle equipped with the exhaust system. The requirements of future legislation with regard to particle emissions via the exhaust gas of motor vehicles can also be met in this way. This applies in particular to pending legal requirements in China and Europe with a focus on the number of particles emitted. By introducing the particles from the non-combustible material into the particle filter, its filtration is significantly improved. A number of particles contained in the exhaust gas of the exhaust system downstream of the particle filter is consequently significantly reduced even when the motor vehicle is new.

Vorzugsweise werden durch die Partikel in einem Substrat des Partikelfilters vorhandene Poren einer ersten Größe verschlossen. Hierbei bleiben weitere, in dem Substrat des Partikelfilters vorhandene Poren einer zweiten Größe frei oder offen, wobei die zweite Größe geringer ist als die erste Größe. Bei dieser Ausgestaltung führt das Einbringen der Partikel in den Partikelfilter lediglich zu einer geringen Erhöhung des Druckverlusts der Abgasanlage im Vergleich zu einem Partikelfilter, welcher nicht mit den Partikeln beaufschlagt ist.Pores of a first size present in a substrate of the particle filter are preferably closed by the particles. In this case, further pores of a second size present in the substrate of the particle filter remain free or open, the second size being smaller than the first size. In this embodiment, the introduction of the particles into the particle filter only leads to a slight increase in the pressure loss of the exhaust system compared to a particle filter that is not exposed to the particles.

Vorzugsweise wird der Partikelfilter mit aus Aluminiumoxid gebildeten Partikeln, insbesondere mit aus α-Al2O3 gebildeten Partikeln beaufschlagt.The particle filter is preferably acted upon with particles formed from aluminum oxide, in particular with particles formed from α-Al 2 O 3 .

Als das wenigstens eine Behältnis aus dem brennbaren Material kann wenigstens eine Papiertüte verwendet werden.At least one paper bag can be used as the at least one container made of the combustible material.

Das wenigstens eine Behältnis kann an einer Eingangsseite eines Katalysatorkörpers des Katalysators angeordnet werden.The at least one container can be arranged on an inlet side of a catalyst body of the catalyst.

Zusätzlich oder alternativ kann das wenigstens eine Behältnis stromaufwärts des Katalysators an einer Innenseite einer Wandung der Abgasanlage befestigt werden.Additionally or alternatively, the at least one container can be fastened upstream of the catalytic converter on an inside of a wall of the exhaust system.

Von Vorteil ist es weiterhin, wenn das wenigstens eine Behältnis in einer Entfernung von weniger als 50 Zentimeter von einem Auslass einer Verbrennungskraftmaschine des Kraftfahrzeugs in der Abgasanlage angeordnet wird.It is also advantageous if the at least one container is arranged in the exhaust system at a distance of less than 50 centimeters from an outlet of an internal combustion engine of the motor vehicle.

Schließlich hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn als der Katalysator ein Drei-Wege-Katalysator und als der Partikelfilter ein Ottopartikelfilter verwendet werden.Finally, it has been shown to be advantageous if a three-way catalytic converter is used as the catalytic converter and a gasoline particle filter is used as the particle filter.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.Further advantages, features and details of the invention emerge from the following description of preferred exemplary embodiments and with reference to the drawings. The features and combinations of features mentioned above in the description as well as the features and combinations of features mentioned below in the description of the figures and / or shown alone in the figures can be used not only in the respectively specified combination, but also in other combinations or on their own, without the scope of the Invention to leave.

Dabei zeigen:

  • 1 stark schematisiert und ausschnittsweise eine Abgasanlage eines Kraftfahrzeugs, bei welcher stromaufwärts eines Katalysators eine Papiertüte mit Nanopartikeln aus Aluminiumoxid angeordnet wird, wobei aus der Papiertüte nach deren Verbrennung freigesetzte Partikel in einen Partikelfilter der Abgasanlage eingebracht werden;
  • 2 ein Verschließen von großen Poren in einer Wandung eines Substrats des Partikelfilters durch die zuvor in der Papiertüte enthaltenen Partikel; und
  • 3 eine weitere Möglichkeit der Einbringung von Nanopartikeln aus Aluminiumoxid in den Partikelfilter der Abgasanlage.
Show:
  • 1 highly schematic and partial an exhaust system of a motor vehicle, in which a paper bag with nanoparticles of aluminum oxide is arranged upstream of a catalytic converter, with particles released from the paper bag after their combustion being introduced into a particle filter of the exhaust system;
  • 2 a closing of large pores in a wall of a substrate of the particle filter by the particles previously contained in the paper bag; and
  • 3 Another possibility of introducing nanoparticles made of aluminum oxide into the particle filter of the exhaust system.

Eine Abgasanlage 10 eines im Übrigen nicht näher gezeigten Kraftfahrzeugs umfasst einen Katalysator 12 und einen stromabwärts des Katalysators 12 in der Abgasanlage 10 angeordneten Partikelfilter 14. Von einer (nicht gezeigten) Verbrennungskraftmaschine des Kraftfahrzeugs her kommendes Abgas, welches in den Katalysator 12 einströmt, ist in 1 durch einen Pfeil veranschaulicht. Vorliegend ist der Katalysator 12 als Drei-Wege-Katalysator ausgebildet, und der Partikelfilter 14 ist als Ottopartikelfilter ausgebildet. Wenn es sich bei der Verbrennungskraftmaschine jedoch nicht um einen Ottomotor handelt, sondern um einen Dieselmotor, so kann der Katalysator 12 etwa als Dieseloxidationskatalysator (DOC) ausgebildet sein und der Partikelfilter 14 als Dieselpartikelfilter (DPF).An exhaust system 10 of a motor vehicle, otherwise not shown, comprises a catalytic converter 12 and one downstream of the catalyst 12 in the exhaust system 10 arranged particle filter 14th . Exhaust gas coming from an internal combustion engine (not shown) of the motor vehicle, which enters the catalytic converter 12 flows in is in 1 illustrated by an arrow. Here is the catalyst 12 designed as a three-way catalytic converter, and the particle filter 14th is designed as a gasoline particle filter. However, if the internal combustion engine is not a gasoline engine but a diesel engine, the catalytic converter can 12 be designed as a diesel oxidation catalyst (DOC) and the particle filter 14th as a diesel particulate filter (DPF).

Gemäß 1 wird stromaufwärts des Katalysators 12 in die Abgasanlage 10 wenigstens eine Papiertüte oder dergleichen Behältnis aus einem brennbaren Material eingebracht. Die Papiertüte 18 enthält Partikel 20 unterschiedlicher Größen. Nach einem Starten der Verbrennungskraftmaschine verbrennt das brennbare Material der Papiertüte 18 und die zuvor in der Papiertüte 18 enthaltenen Partikel 20 werden freigesetzt. Bei laufendem Motor werden dann die Partikel 20 zusammen mit dem Abgas hin zu dem Partikelfilter 14 gefördert. Dies ist in 1 durch einen Strömungspfeil 22 veranschaulicht.According to 1 is upstream of the catalyst 12 into the exhaust system 10 at least one paper bag or similar container made of a combustible material is introduced. The paper bag 18th contains particles 20th different sizes. After starting the internal combustion engine, the combustible material of the paper bag burns 18th and those previously in the paper bag 18th contained particles 20th are released. When the engine is running, the particles are then 20th together with the exhaust gas to the particle filter 14th promoted. This is in 1 by a flow arrow 22nd illustrated.

In 2 ist ein Substrat 24 eines Filterkörpers 26 des Partikelfilters 14 schematisch gezeigt. Demgemäß weist dieses Substrat 24 beziehungsweise eine derartige Wandung des Filterkörpers 26 Poren 28, 30 unterschiedlicher Größe auf. Die Poren 28 einer ersten Größe, nämlich die vergleichsweise großen Poren 28, werden durch die Partikel 20 verschlossen, welche aus der Papiertüte 18 nach deren Abbrennen freigesetzt wurden. Demgegenüber bleiben die Poren 30 einer zweiten Größe, welche geringer ist als die erste Größe, frei beziehungsweise offen, Indem also in der Papiertüte 18 die Partikel 20 mit definierten Größen enthalten sind, kann dafür gesorgt werden, dass die großen Poren 28 in dem Substrat 24 verschlossen werden, während die kleinen Poren 30 offen bleiben. Dadurch wird die mit dem Partikelfilter 14 erreichbare Filtrationseffizienz bei einem moderaten Differenzdruckanstieg des Partikelfilters 14 verbessert.In 2 is a substrate 24 a filter body 26th of the particle filter 14th shown schematically. Accordingly, this substrate has 24 or such a wall of the filter body 26th Pores 28 , 30th different size. The pores 28 a first size, namely the comparatively large pores 28 , are through the particles 20th sealed which from the paper bag 18th were released after they burned down. In contrast, the pores remain 30th a second size, which is smaller than the first size, free or open, i.e. by being in the paper bag 18th the particles 20th With defined sizes are included, it can be ensured that the large pores 28 in the substrate 24 while the small pores are closed 30th stay open. This will cause the particle filter 14th achievable filtration efficiency with a moderate increase in differential pressure of the particle filter 14th improved.

Die vorzugsweise aus α-Al2O3 gebildeten Partikel weisen eine sehr hohe chemische Beständigkeit und eine sehr hohe Temperaturbeständigkeit auf. Entsprechend verbrennen die Partikel 20 selbst dann nicht, wenn der Partikelfilter 14 regeneriert wird, also wenn in dem Partikelfilter 14 abgelagerter Ruß verbrannt wird. Die Partikel 20 können somit dieselben Eigenschaften aufweisen, wie sie ein auf einen Träger des Filterkörpers 26 aufgebrachtes Material aus porösem Aluminiumoxid aufweist, welches auch als Washcoat bezeichnet wird. Die Partikel 20 verbleiben jedoch aufgrund ihrer nicht brennbaren Eigenschaften über die Lebensdauer des Partikelfilters 14 in dem Partikelfilter 14.The particles, preferably formed from α-Al 2 O 3 , have a very high chemical resistance and a very high temperature resistance. The particles burn accordingly 20th not even if the particulate filter 14th is regenerated, i.e. when in the particle filter 14th deposited soot is burned. The particles 20th can thus have the same properties as they are on a carrier of the filter body 26th Has applied material made of porous aluminum oxide, which is also referred to as a washcoat. The particles 20th However, due to their non-flammable properties, they remain over the life of the particle filter 14th in the particulate filter 14th .

Aus 2 ist des Weiteren ersichtlich, dass die in der Papiertüte 18 enthaltenen Nanopartikel oder Partikel 20 unterschiedliche Größen aufweisen können. Auch die Masse an in die Abgasanlage 10 mittels der wenigstens einen Papiertüte 18 eingebrachten Partikeln 20 kann je nach Anwendungsfall variieren. So können beispielsweise Papiertüten 18 verwendet werden, welche zwei Gramm an Partikeln 20 mit einer Partikelgröße von bis zu 80 Nanometer aufweisen können. Es kann jedoch auch die Papiertüte 18 eine Masse von 5 Gramm Partikeln 20 enthalten, welche Größen von bis zu 200 Nanometer aufweisen. Jedoch könne auch diese beispielhaft genannten Parameter je nach Anwendungsfall variiert beziehungsweise auf die Gegebenheiten der jeweiligen Abgasanlage 10 abgestimmt werden.Out 2 it can also be seen that the in the paper bag 18th contained nanoparticles or particles 20th can have different sizes. Also the mass in the exhaust system 10 by means of the at least one paper bag 18th introduced particles 20th can vary depending on the application. For example, paper bags 18th used which two grams of particles 20th with a particle size of up to 80 nanometers. However, it can also be the paper bag 18th a mass of 5 grams of particles 20th contain, which have sizes of up to 200 nanometers. However, these parameters mentioned by way of example can also be varied depending on the application or on the conditions of the respective exhaust system 10 be matched.

Die Papiertüte 18 kann insbesondere bei der Montage der Abgasanlage 10 auf einen Katalysatorkörper 32 des Katalysators 12 gelegt werden, sodass die Papiertüte 18 an einer Eingangsseite 34 des Katalysatorkörpers 32 angeordnet wird. Gegebenenfalls kann die Papiertüte 18 auch bereits vor einer Anlieferung des Katalysatorkörpers 32 zum Zwecke des Zusammenbaus der Abgasanlage 10, also durch einen Hersteller des Katalysatorkörpers 32 eingangsseitig auf diesen aufgebracht worden sein. The paper bag 18th can be especially useful when installing the exhaust system 10 on a catalyst body 32 of the catalyst 12 be placed so that the paper bag 18th on an entry side 34 of the catalyst body 32 is arranged. If necessary, the paper bag can 18th even before the catalyst body is delivered 32 for the purpose of assembling the exhaust system 10 , i.e. by a manufacturer of the catalyst body 32 have been applied to this on the input side.

Vorzugsweise weist die Papiertüte 18 einen größeren Durchmesser auf als ein Eingangstrichter 36 des Katalysators 12. Die Papiertüte 18 wird dann also leicht gebogen beziehungsweise leicht gekrümmt, damit sie an der Eingangsseite 34 des Katalysatorkörpers 32 angeordnet werden kann. Aufgrund dieser Größe der Papiertüte 18 ist dafür gesorgt, dass die Papiertüte 18 anschließend nicht mehr in Richtung einer (nicht gezeigten) Turbine eines Abgasturboladers des Kraftfahrzeugs verrutschen kann. Vielmehr liegt die Papiertüte 18 eingangsseitig auf dem Katalysatorkörper 32 auf, und eine weitere Befestigung der Papiertüte 18 ist nicht erforderlich.Preferably the paper bag 18th a larger diameter than an entrance funnel 36 of the catalyst 12 . The paper bag 18th is then slightly bent or slightly curved so that it is on the entrance side 34 of the catalyst body 32 can be arranged. Because of this size of the paper bag 18th made sure the paper bag 18th can then no longer slip in the direction of a (not shown) turbine of an exhaust gas turbocharger of the motor vehicle. Rather, the paper bag lies 18th on the inlet side on the catalyst body 32 on, and another attachment of the paper bag 18th not necessary.

Der Partikelfilter 14 kann bei Ausbildung als Ottopartikelfilter auch mit einer Beschichtung eines Drei-Wege-Katalysators versehen sein. Es kann auch vorgesehen sein, dass stromabwärts des vorliegend gezeigten Partikelfilters 14 ein weiterer (nicht gezeigter) Drei-Wege-Katalysator angeordnet ist oder dass stromaufwärts des Partikelfilters 14 bei Ausbildung desselben als Ottopartikelfilter ein weiterer (nicht gezeigter) Drei-Wege-Katalysator angeordnet ist. Insbesondere bei derartigen Ausgestaltungen braucht dann der Filterkörper 26 des Partikelfilters 14 nicht mit einer Beschichtung eines Drei-Wege-Katalysators versehen zu sein.The particle filter 14th can also be provided with a coating of a three-way catalytic converter when designed as a gasoline particle filter. It can also be provided that downstream of the particulate filter shown here 14th another (not shown) three-way catalytic converter is arranged or that upstream of the particle filter 14th if it is designed as a gasoline particle filter, a further (not shown) three-way catalytic converter is arranged. The filter body then needs in particular in such configurations 26th of the particle filter 14th not to be provided with a coating of a three-way catalytic converter.

Auch bei diesen Varianten wird jedoch bevorzugt die Papiertüte 18 mit den Partikeln 20 unterschiedlicher Größe stromaufwärts des in Strömungsrichtung des Abgases durch die Abgasanlage 10 gesehen ersten Katalysators 12 in der Abgasanlage 10 angeordnet. Denn dann ist ein ausreichend langer Strömungsweg vorhanden, welcher für eine Vermischung der Partikel 20 mit dem Abgas derart sorgt, dass eine gleichmäßige Beaufschlagung des Partikelfilters 14 mit den Partikeln 20 erreicht wird. So wird insbesondere für eine die Filtrationseffizienz des Partikelfilters 14 in ausreichendem Ausmaß erhöhende Beaufschlagung des Partikelfilters 14 mit den Partikeln 20 gesorgt.However, the paper bag is also preferred for these variants 18th with the particles 20th different size upstream of the flow direction of the exhaust gas through the exhaust system 10 seen first catalyst 12 in the exhaust system 10 arranged. Because then there is a sufficiently long flow path that allows the particles to mix 20th with the exhaust gas in such a way that a uniform application of the particle filter 14th with the particles 20th is achieved. The filtration efficiency of the particle filter is particularly important for one 14th to a sufficient extent increasing loading of the particle filter 14th with the particles 20th taken care of.

Es kann auch vorgesehen sein, dass die Papiertüte 18 stromabwärts der (nicht gezeigten) Turbine des Abgasturboladers an eine Innenseite einer Wandung der Abgasanlage 10 geklebt oder an der Innenseite auf andersartige Weise befestigt wird. Eine derartige Anordnung kann insbesondere dann vorteilhaft sein, wenn ein vergleichsweise geringer Abstand zwischen dem Katalysator 12 und dem Partikelfilter 14 in der Abgasanlage 10 vorhanden ist.It can also be provided that the paper bag 18th downstream of the turbine (not shown) of the exhaust gas turbocharger on an inside of a wall of the exhaust system 10 glued or otherwise attached to the inside. Such an arrangement can be advantageous in particular when there is a comparatively small distance between the catalytic converter 12 and the particle filter 14th in the exhaust system 10 is available.

Vorzugsweise ist die Papiertüte 18 in einer vergleichsweise großen Nähe zu der (nicht gezeigten) Verbrennungskraftmaschine angeordnet, damit im Betrieb der Verbrennungskraftmaschine das Material der Papiertüte 18 aufgrund der ausgangsseitig der Verbrennungskraftmaschine vorliegenden hohen Temperaturen des Abgases verbrennt und folglich die Partikel 20 freigesetzt werden. Je nach Anwendungsfall kann vorgesehen sein, dass eine Leitungslänge von 50 Zentimetern nicht überschritten wird, also dass die Papiertüte 18 in einer Entfernung von weniger als 50 Zentimetern von einem Auslass der Verbrennungskraftmaschine entfernt in der Abgasanlage 10 angeordnet wird.Preferably the paper bag is 18th arranged in a comparatively close proximity to the internal combustion engine (not shown), so that the material of the paper bag when the internal combustion engine is in operation 18th Because of the high exhaust gas temperatures on the outlet side of the internal combustion engine, it burns and consequently the particles 20th be released. Depending on the application, it can be provided that a line length of 50 centimeters is not exceeded, that is, the paper bag 18th at a distance of less than 50 centimeters from an outlet of the internal combustion engine in the exhaust system 10 is arranged.

Mit Bezug auf 3 soll eine weitere Möglichkeit einer Verteilung der Partikel 20 mit einer definierten Größenverteilung in dem Filterkörper 26 des Partikelfilters 14 erläutert werden. So kann über einen stromabwärts des Katalysators 12 angeordneten Stutzen 38 eine definierte Menge der Partikel 20 in die Abgasanlage 10 eingeblasen werden. Beispielsweise kann in einer Kartusche eine definierte Menge der Partikel 20 bevorratet sein, und aus der Kartusche wird die definierte Menge über Druckluft eingeblasen, indem eine entsprechende Druckluftleitung an den Stutzen 38 angeschlossen wird. Bei laufender Verbrennungskraftmaschine beziehungsweise laufendem Verbrennungsmotor kann also die Einblasung der Partikel 20 in die Abgasanlage 10 über Druckluft beziehungsweise Pressluft vorgenommen werden.Regarding 3 is another possibility of a distribution of the particles 20th with a defined size distribution in the filter body 26th of the particle filter 14th explained. So can have a downstream of the catalyst 12 arranged nozzle 38 a defined amount of particles 20th into the exhaust system 10 be blown in. For example, a defined amount of the particles can be in a cartridge 20th be stored, and the defined amount is blown in from the cartridge via compressed air by connecting a corresponding compressed air line to the nozzle 38 is connected. When the internal combustion engine or the internal combustion engine is running, the particles can therefore be blown in 20th into the exhaust system 10 can be carried out using compressed air or compressed air.

Es kann hierfür auch derjenige Stutzen verwendet werden, welcher im Betrieb des Kraftfahrzeugs zum Anordnen einer (nicht gezeigten) Lambdasonde stromabwärts des Katalysators 12 in der Abgasanlage 10 verwendet wird. Auch dieses Einblasen der definierten Menge der Partikel 20, insbesondere Nanopartikel aus Aluminiumoxid, dient einer künstlichen Veraschung des Partikelfilters 14 zur Erhöhung der Filtrationseffizienz desselben. Die Einblasung kann alternativ an einem Strömungsprüfstand vorgenommen werden, welcher auch als Flowbench-Anlage bezeichnet wird.For this purpose, that socket can also be used which, during operation of the motor vehicle, is used to arrange a lambda probe (not shown) downstream of the catalytic converter 12 in the exhaust system 10 is used. Also this injection of the defined amount of particles 20th , in particular nanoparticles made of aluminum oxide, is used to artificially incinerate the particle filter 14th to increase the filtration efficiency of the same. The injection can alternatively be carried out on a flow test bench be carried out, which is also referred to as a flowbench system.

Der Zweck auch dieser Art des Einbringens der Partikel 20 in den Partikelfilter 14 ist insbesondere das Verschließen der großen Poren 28 in dem Substrat 24, während die kleinen Poren 30 offen beziehungsweise frei bleiben. Auf diese Weise kann erreicht werden, dass bei einem Test am Bandende, also nach der Fertigstellung des Kraftfahrzeugs beziehungsweise beim Anlassen des neuen Kraftfahrzeugs, die Filtrationseffizienz des Partikelfilters 14 signifikant gesteigert ist, ohne dass der Differenzdruck des Partikelfilters 14 unerwünscht stark erhöht wird.The purpose of this way of introducing the particles too 20th in the particle filter 14th is especially the closing of the large pores 28 in the substrate 24 while the small pores 30th stay open or free. In this way it can be achieved that during a test at the end of the line, that is, after the completion of the motor vehicle or when the new motor vehicle is started, the filtration efficiency of the particle filter 14th is significantly increased without the differential pressure of the particle filter 14th is increased undesirably.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

1010
AbgasanlageExhaust system
1212th
Katalysatorcatalyst
1414th
PartikelfilterParticle filter
1616
Pfeilarrow
1818th
PapiertütePaper bag
2020th
PartikelParticles
2222nd
StrömungspfeilFlow arrow
2424
SubstratSubstrate
2626th
FilterkörperFilter body
2828
Porepore
3030th
Porepore
3232
KatalysatorkörperCatalyst body
3434
EingangsseiteEntry page
3636
EingangstrichterEntrance funnel
3838
StutzenSupport

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • DE 102016103735 A1 [0003]DE 102016103735 A1 [0003]

Claims (8)

Verfahren zum Erhöhen einer Filtrationseffizienz eines in einer Abgasanlage (10) für ein Kraftfahrzeug angeordneten Partikelfilters (14), bei welchem der Partikelfilter (14) mit Partikeln (20) beaufschlagt wird, welche bei einem Regenerieren des Partikelfilters (14) nicht brennbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein die Partikel (20) enthaltendes Behältnis (18) aus einem brennbaren Material stromaufwärts eines Katalysators (12) in die Abgasanlage (10) eingebracht wird, wobei das wenigstens eine Behältnis (18) im Betrieb der Abgasanlage (10) verbrannt wird und zumindest ein Teil der Partikel (20) mittels des Abgases in den Partikelfilter (14) gefördert wird.A method of increasing a filtration efficiency of which is arranged in an exhaust system (10) for a motor vehicle particle filter (14), wherein the particulate filter (14) is charged with particles (20), which are not flammable at a regenerating the particulate filter (14), characterized characterized in that at least one container (18) containing the particles (20) made of a combustible material is introduced into the exhaust system (10) upstream of a catalytic converter (12), the at least one container (18) being burned during operation of the exhaust system (10) and at least some of the particles (20) are conveyed into the particle filter (14) by means of the exhaust gas. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Partikel (20) in einem Substrat (24) des Partikelfilters (14) vorhandene Poren (28) einer ersten Größe verschlossen werden, wobei weitere, in dem Substrat (24) des Partikelfilters (14) vorhandene Poren (30) einer zweiten Größe frei bleiben, welche geringer ist als die erste Größe.Procedure according to Claim 1 , characterized in that pores (28) of a first size present in a substrate (24) of the particle filter (14) are closed by the particles (20), further pores (24) present in the substrate (24) of the particle filter (14) ( 30) a second size remain free, which is smaller than the first size. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Partikelfilter (14) mit aus Aluminiumoxid gebildeten Partikeln (20) beaufschlagt wird.Procedure according to Claim 1 or 2 , characterized in that the particle filter (14) is acted upon with particles (20) formed from aluminum oxide. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als das wenigstens eine Behältnis aus dem brennbaren Material wenigstens eine Papiertüte (18) verwendet wird.Method according to one of the Claims 1 to 3 , characterized in that at least one paper bag (18) is used as the at least one container made of the combustible material. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Behältnis (18) an einer Eingangsseite (34) eines Katalysatorkörpers (32) des Katalysators (12) angeordnet wird.Method according to one of the Claims 1 to 4th , characterized in that the at least one container (18) is arranged on an inlet side (34) of a catalyst body (32) of the catalyst (12). Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Behältnis (18) stromaufwärts des Katalysators (12) an einer Innenseite einer Wandung der Abgasanlage (10) befestigt wird.Method according to one of the Claims 1 to 5 , characterized in that the at least one container (18) is attached upstream of the catalytic converter (12) to an inside of a wall of the exhaust system (10). Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Behältnis (18) in einer Entfernung von weniger als etwa 50 Zentimeter von einem Auslass einer Verbrennungskraftmaschine des Kraftfahrzeugs in der Abgasanlage (10) angeordnet wird.Method according to one of the Claims 1 to 6th , characterized in that the at least one container (18) is arranged in the exhaust system (10) at a distance of less than approximately 50 centimeters from an outlet of an internal combustion engine of the motor vehicle. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass als der Katalysator (12) ein Drei-Wege-Katalysator und als der Partikelfilter (14) ein Ottopartikelfilter verwendet werden.Method according to one of the Claims 1 to 7th , characterized in that a three-way catalytic converter is used as the catalytic converter (12) and a gasoline particle filter is used as the particle filter (14).
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