DE102019107067A1 - Drive unit - Google Patents
Drive unit Download PDFInfo
- Publication number
- DE102019107067A1 DE102019107067A1 DE102019107067.8A DE102019107067A DE102019107067A1 DE 102019107067 A1 DE102019107067 A1 DE 102019107067A1 DE 102019107067 A DE102019107067 A DE 102019107067A DE 102019107067 A1 DE102019107067 A1 DE 102019107067A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- drive unit
- exhaust gas
- fuel
- combustion engine
- 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.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/0025—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
-
- 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
-
- 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
- F01N13/011—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 purifying devices arranged in parallel
-
- 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
- F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
-
- 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
- F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
- F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
-
- 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
- F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
- F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
- F01N3/033—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters in combination with other devices
- F01N3/035—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters in combination with other devices with catalytic reactors, e.g. catalysed diesel particulate filters
-
- 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
- F01N3/105—General auxiliary catalysts, e.g. upstream or downstream of the main catalyst
- F01N3/106—Auxiliary oxidation 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
- F01N3/2066—Selective catalytic reduction [SCR]
-
- 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
- F01N2240/36—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 exhaust flap
-
- 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
- F01N2410/00—By-passing, at least partially, exhaust from inlet to outlet of apparatus, to atmosphere or to other 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
- F01N2590/00—Exhaust or silencing apparatus adapted to particular use, e.g. for military applications, airplanes, submarines
- F01N2590/08—Exhaust or silencing apparatus adapted to particular use, e.g. for military applications, airplanes, submarines for heavy duty applications, e.g. trucks, buses, tractors, locomotives
-
- 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
- F01N2610/02—Adding substances to exhaust gases the substance being ammonia or urea
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D19/00—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
- F02D19/06—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed
- F02D19/0639—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed characterised by the type of fuels
- F02D19/0642—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed characterised by the type of fuels at least one fuel being gaseous, the other fuels being gaseous or liquid at standard conditions
- F02D19/0644—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed characterised by the type of fuels at least one fuel being gaseous, the other fuels being gaseous or liquid at standard conditions the gaseous fuel being hydrogen, ammonia or carbon monoxide
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D19/00—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
- F02D19/06—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed
- F02D19/0639—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed characterised by the type of fuels
- F02D19/0642—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed characterised by the type of fuels at least one fuel being gaseous, the other fuels being gaseous or liquid at standard conditions
- F02D19/0647—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed characterised by the type of fuels at least one fuel being gaseous, the other fuels being gaseous or liquid at standard conditions the gaseous fuel being liquefied petroleum gas [LPG], liquefied natural gas [LNG], compressed natural gas [CNG] or dimethyl ether [DME]
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D29/00—Controlling engines, such controlling being peculiar to the devices driven thereby, the devices being other than parts or accessories essential to engine operation, e.g. controlling of engines by signals external thereto
- F02D29/02—Controlling engines, such controlling being peculiar to the devices driven thereby, the devices being other than parts or accessories essential to engine operation, e.g. controlling of engines by signals external thereto peculiar to engines driving vehicles; peculiar to engines driving variable pitch propellers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D29/00—Controlling engines, such controlling being peculiar to the devices driven thereby, the devices being other than parts or accessories essential to engine operation, e.g. controlling of engines by signals external thereto
- F02D29/06—Controlling engines, such controlling being peculiar to the devices driven thereby, the devices being other than parts or accessories essential to engine operation, e.g. controlling of engines by signals external thereto peculiar to engines driving electric generators
-
- 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
- Y02T10/30—Use of alternative fuels, e.g. biofuels
Abstract
Antriebseinheit (1) für eine Schienenfahrzeug umfassend einen Verbrennungsmotor (3), ein Traktionsgetriebe oder einen Traktionsgenerator (2), zumindest eine Steuerung (6, 10), ein Abgasnachbehandlungs-System (9) für das Abgas (20) vom Verbrennungsmotor und ein Kraftstoff-Regelventil (7), das den Verbrennungsmotor (3) mit Kraftstoff versorgen kann, wobei mindestens zwei Kraftstoffzuführungen (8.1,8.2,8.3) für verschiedenartige Verbrennungs-Kraftstoffe zum Kraftstoff-Regelventil (7) vorhanden sind und wobei das Abgasnachbehandlungs-System (9) mindestens zwei unterschiedliche Strömungspfade (21,22,23) für das Abgas (20) vom Verbrennungsmotor aufweist, welche unterschiedliche Nachbehandlungsaggregate aufweisen; wobei die Steuerung (6,10) so ausgeführt ist, dass sie die Kraftstoffzufuhr in Menge und Art, insbesondere auch deren Mischung aus den verschiedenen Kraftstoffarten (8.1,8.2,8.3), regelt, und davon abhängig die Verteilung des Abgases (20) auf die verschiedenen Strömungspfade (21,22,23) regelt.Drive unit (1) for a rail vehicle comprising an internal combustion engine (3), a traction gear or a traction generator (2), at least one controller (6, 10), an exhaust gas aftertreatment system (9) for the exhaust gas (20) from the internal combustion engine and a fuel Control valve (7) which can supply the internal combustion engine (3) with fuel, with at least two fuel feeds (8.1,8.2,8.3) for different types of combustion fuels to the fuel control valve (7) and with the exhaust gas aftertreatment system (9 ) has at least two different flow paths (21, 22, 23) for the exhaust gas (20) from the internal combustion engine, which have different aftertreatment units; wherein the control (6,10) is designed so that it regulates the fuel supply in terms of quantity and type, in particular also the mixture of the various fuel types (8.1,8.2,8.3), and the distribution of the exhaust gas (20) as a function thereof regulates the various flow paths (21,22,23).
Description
Die Erfindung betrifft eine Antriebseinheit für ein Schienenfahrzeug umfassend einen Verbrennungsmotor, ein Traktionsgetriebe oder einen Traktionsgenerator, zumindest eine Steuerung, ein Abgasnachbehandlungs-System für das Abgas vom Verbrennungsmotor und ein Kraftstoff-Regelventil, das den Verbrennungsmotor mit Kraftstoff versorgen kann.The invention relates to a drive unit for a rail vehicle comprising an internal combustion engine, a traction transmission or a traction generator, at least one controller, an exhaust gas aftertreatment system for the exhaust gas from the internal combustion engine and a fuel control valve that can supply the internal combustion engine with fuel.
Schienenfahrzeuge werden nach wie vor noch häufig mit einem Verbrennungsmotor angetrieben, da viele Strecken vor allem Nebenstrecken nicht elektrifiziert sind und da der Antrieb mit einem Dieselmotor relativ effizient ist. So gibt es Schienenfahrzeuge, die mit einem Dieselmotor und nachgeschaltetem Traktionsgetriebe angetrieben werden, oder diesel-elektrisch angetriebene Schienenfahrzeuge, bei denen der Dieselmotor einen Traktionsgenerator antreibt; mit dem so erzeugten Strom wird ein elektrischer Fahrmotor angetrieben. Ein Nachteil solcher Antriebe ist allerdings die Emissionsbelastung durch den Dieselmotor. So dass für solche Fahrzeuge zunehmend Einschränkungen zum Beispiel in emissionsbeschränkten Zonen bereits gelten oder in Zukunft zu beachten sind.Rail vehicles are still often powered by an internal combustion engine, since many lines, especially secondary lines, are not electrified and because diesel engines are relatively efficient. There are rail vehicles that are driven by a diesel engine and a traction gear connected downstream, or diesel-electric rail vehicles in which the diesel engine drives a traction generator; the electricity generated in this way drives an electric traction motor. A disadvantage of such drives, however, is the emissions from the diesel engine. So that such vehicles are increasingly subject to restrictions, for example in emission-restricted zones, or must be observed in the future.
Die Aufgabe der Erfindung ist es nun, eine solche Antriebseinheit für Schienenfahrzeuge so weiterzuentwickeln, dass sie für höhere Anforderungen bezüglich Emissionen geeignet sind.The object of the invention is now to further develop such a drive unit for rail vehicles in such a way that they are suitable for higher emissions requirements.
Die Aufgabe wird durch eine Antriebseinheit mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Merkmale sind in den abhängigen Ansprüchen genannt. Die verschiedenen beschriebenen Merkmale können nicht nur einzeln sondern auch in Kombination genutzt werden, um die erfindungsgemäße Ausführung weiter zu verbessern.The object is achieved by a drive unit with the features according to
Erfindungsgemäß zeichnet sich die Antriebseinheit dadurch aus dass mindestens zwei Kraftstoffzuführungen für verschiedenartige Verbrennungs-Kraftstoffe zum Kraftstoff-Regelventil vorhanden sind und dass das Abgasnachbehandlungs-System mindestens zwei unterschiedliche Strömungspfade für das Abgas vom Verbrennungsmotor aufweist, welche unterschiedliche Nachbehandlungsaggregate aufweisen; wobei die Steuerung so ausgeführt ist, dass sie die Kraftstoffzufuhr in Menge und Art, insbesondere auch deren Mischung aus den verschiedenen Kraftstoffarten regelt, und davon abhängig die Verteilung des Abgases auf die verschiedenen Strömungspfade regelt.According to the invention, the drive unit is characterized in that there are at least two fuel feeds for different types of combustion fuels to the fuel control valve and that the exhaust gas aftertreatment system has at least two different flow paths for the exhaust gas from the internal combustion engine, which have different aftertreatment units; wherein the control is designed such that it regulates the fuel supply in terms of quantity and type, in particular also its mixture of the various types of fuel, and regulates the distribution of the exhaust gas to the various flow paths as a function of this.
Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung ist, dass die Emissionen des Verbrennungsmotors gezielt zeitweise reduziert werden können, indem die Kraftstoffart oder Kraftstoffmischung geregelt wird und indem die Abgas-Nachbehandlung auf die Kraftstoffzufuhr, insbesondere auf die Kraftstoffart entsprechend abgestimmt wird. Erst durch die Auslegung der Antriebseinheit auf mehrere verschiedenartige Kraftstoffe, durch die speziell ausgeführte Steuerung und durch das Abgas-Nachbehandlungssystem mit mehreren Strömungspfaden, die jeweils unterschiedliche Nachbehandlungsaggregate aufweisen, ist eine solche Regelung in geeigneter Weise möglich. So kann beispielsweise beim Betrieb des Schienenfahrzeugs in emissions-beschränkten Zonen, etwa beim Einfahren in einen Bahnhof oder in eine Innenstadt-Zone, die Antriebseinheit so betrieben und geregelt werden, dass strengere Emissions-Vorschriften zuverlässig eingehalten werden können, und dennoch auch ein wirtschaftlicher und effizienter Betrieb möglich ist. Als verschiedenartige Kraftstoffe kommen beispielsweise flüssige oder gasförmige Kraftstoffe in Frage, insbesondere Dieselkraftstoff, Erdgas-basierte Kraftstoffe oder Wasserstoff-basierte Kraftstoffe und ganz besonders auch sogenannte E-Fuels, also Kraftstoffe die mithilfe von Strom synthetisch hergestellt wurde. Das können Power-to-liquid oder auch Power-togas Kraftstoffe sein, also flüssige oder gasförmige Kraftstoffe. Die verschiedenen Strömungspfade für das Abgas sind erfindungsgemäß zumindest teilweise strömungstechnisch parallel geschaltet und sind so ausgeführt, dass sie zumindest teilweise als Alternative zueinander oder parallel von Teilströmen des Abgases durchströmt werden. Nach den strömungstechnisch parallel geschalteten Abschnitten werden die Strömungspfade wieder zusammengeführt.An essential advantage of the solution according to the invention is that the emissions of the internal combustion engine can be reduced in a targeted manner at times by regulating the type of fuel or fuel mixture and by adapting the exhaust gas aftertreatment to the fuel supply, in particular to the type of fuel. Only by designing the drive unit for several different fuels, by the specially designed control and by the exhaust gas aftertreatment system with several flow paths, each of which has different aftertreatment units, is such a control possible in a suitable manner. For example, when operating the rail vehicle in emission-restricted zones, for example when entering a train station or an inner city zone, the drive unit can be operated and regulated in such a way that stricter emission regulations can be reliably observed, and yet also an economical and efficient operation is possible. Liquid or gaseous fuels, for example, can be used as various types of fuel, in particular diesel fuel, natural gas-based fuels or hydrogen-based fuels and, in particular, so-called e-fuels, i.e. fuels that have been synthetically produced using electricity. These can be power-to-liquid or power-to-gas fuels, i.e. liquid or gaseous fuels. According to the invention, the various flow paths for the exhaust gas are at least partially connected in parallel in terms of flow technology and are designed such that partial flows of the exhaust gas flow through them at least partially as an alternative to one another or in parallel. After the sections connected in parallel in terms of flow, the flow paths are brought together again.
Eine weitere bevorzugte Ausführung der Antriebseinheit umfasst drei Kraftstoffzuführungen für verschiedene Kraftstoffarten zum Kraftstoff-Regelventil und/oder drei verschiedene Strömungspfade, welche jeweils unterschiedliche Nachbehandlungsaggregate für das Abgas aufweisen. Der Vorteil dieser Ausführung ist, dass eine sehr hohe Flexibilität im Betrieb und in der Regelung möglich wird. So kann die Antriebseinheit und ihr Betrieb an sehr unterschiedliche Anforderung bezüglich Emission und an sehr unterschiedliche Randbedingungen bezüglich Kraftstoffversorgung angepasst werden. Die Kraftstoffzuführungen können insbesondere für Diesel, für Erdgas-basierten Kraftstoff und für Wasserstoff-basierten Kraftstoff ausgelegt sein. Als unterschiedliche Nachbehandlungsaggregate in den verschiedenen Strömungspfaden zählt hier auch wenn unterschiedlich viele oder unterschiedlich große Nachbehandlungsaggregate der gleichen Nachbehandlungstechnologie vorgesehen sind.Another preferred embodiment of the drive unit comprises three fuel feeds for different types of fuel to the fuel control valve and / or three different flow paths, each of which has different aftertreatment units for the exhaust gas. The advantage of this design is that it enables a very high degree of flexibility in operation and control. In this way, the drive unit and its operation can be adapted to very different requirements with regard to emissions and to very different boundary conditions with regard to fuel supply. The fuel supply lines can be designed in particular for diesel, for natural gas-based fuel and for hydrogen-based fuel. What counts as different aftertreatment units in the various flow paths here is also if a different number or differently sized aftertreatment units of the same aftertreatment technology are provided.
Weiterhin bevorzugt ist, dass ein Kühlsystem für die Komponenten der Antriebseinheit vorhanden ist, wobei besonders bevorzugt das Kühlsystem von der Steuerung geregelt wird und zwar abhängig von der Art und/oder der Mischung der Kraftstoffzufuhr. So kann die Antriebseinheit noch effizienter und besser geregelt betrieben werden.It is also preferred that there is a cooling system for the components of the drive unit, the cooling system being particularly preferably regulated by the controller, specifically depending on the type and / or the mixture of the fuel supply. In this way, the drive unit can be operated even more efficiently and with better control.
In einer vorteilhaften Ausführung ist die Steuerung der Antriebseinheit als zentrale Steuerung in einem Steuergerät ausgebildet. Das reduziert die Kosten und ermöglicht eine einfache Ausführung.In an advantageous embodiment, the control of the drive unit is designed as a central control in a control device. This reduces costs and enables simple implementation.
Alternativ kann die Steuerung der Antriebseinheit in mehreren Steuergeräten erfolgen, die in der Antriebseinheit vorgesehen sind, wobei zumindest eine Steuerung für den Verbrennungsmotor und eine Steuerung für das Traktionsgetriebe oder den Traktionsgenerator vorhanden ist.Alternatively, the drive unit can be controlled in a plurality of control units which are provided in the drive unit, with at least one controller for the internal combustion engine and one controller for the traction gear or the traction generator being present.
Die Steuergeräte können untereinander oder mit der Fahrzeugsteuerung über eine Verkabelung mittels digitalen Signalen oder über ein festgelegtes Kommunikationsprotokoll, z.B. über CAN-Bus, kommunizieren. Alternativ kann diese Kommunikation über Funk erfolgen, wobei verschiedene Protokoll möglich sind, z.B. über 4G- oder 5G-Mobilfunk-Standard.The control units can be connected to each other or to the vehicle control system via cabling using digital signals or via a defined communication protocol, e.g. communicate via CAN bus. Alternatively, this communication can be done by radio, various protocols being possible, e.g. via 4G or 5G cellular standard.
Besonders bevorzugt ist die Antriebseinheit für Kraftstoffzuführungen von mindestens zwei der nachfolgenden Kraftstoffarten über das Kraftstoff-Regelventil zum Verbrennungsmotor ausgelegt: Diesel und/oder Erdgas-basiertem Kraftstoff und/oder Wasserstoff-basiertem Kraftstoff. Insbesondere können einer oder mehrere davon sogenannte E-Fuels sein, wie unter anderem etwa E-Diesel oder Synthesegas.The drive unit is particularly preferably designed for supplying at least two of the following types of fuel to the internal combustion engine via the fuel control valve: diesel and / or natural gas-based fuel and / or hydrogen-based fuel. In particular, one or more of them can be so-called e-fuels, such as e-diesel or synthesis gas, for example.
Ebenso ist es von Vorteil, wenn die Wahl des Strömungspfades oder die Verteilung des Abgases in Teilströmen auf die Strömungspfade mit einem oder mehreren Ventilen geregelt wird. Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn an der Verzweigung des Abgases auf die verschiedenen Strömungspfade und/oder an der Zusammenführung des Abgases aus den verschiedenen Strömungspfaden jeweils ein Ventil vorhanden ist. So lässt sich der Betrieb der Abgas-Nachbehandlung besonders gut regeln. Die Regelung kann neben der Abhängigkeit von der Kraftstoffzufuhr auch zusätzlich abhängig von Signalen verschiedener Sensoren, wie beispielsweise von Temperatur- oder Druck- oder NOx-Sensoren erfolgen.It is also advantageous if the choice of the flow path or the distribution of the exhaust gas in partial flows on the flow paths is regulated with one or more valves. In particular, it is advantageous if a valve is present at the branching of the exhaust gas to the various flow paths and / or at the convergence of the exhaust gas from the various flow paths. This allows the operation of the exhaust gas aftertreatment to be regulated particularly well. In addition to the dependency on the fuel supply, the regulation can also additionally take place depending on signals from various sensors, such as temperature or pressure or NOx sensors.
Bevorzugt weist zumindest ein Abgaspfad neben einem SCR-Katalysator zusätzlich auch einen Dieselpartikelfilter, insbesondere einen SCR-beschichteten Dieselpartikelfilter auf, wobei zumindest ein Strömungspfad keinen Dieselpartikelfilter aufweist. So kann die Abgas-Nachbehandlung besonders effizient an die verschiedenartigen Kraftstoffe insbesondere an Diesel und Erdgas- oder Wasserstoff-basierte Kraftstoffe oder Mischungen daraus angepasst werden, ohne dass Effizienzverluste oder Wirkungsverluste auftreten. Der SCR-Katalysator ist ein Aggregat zur NOx-Reduktion über selektive katalytische Reduktion. Ein SCR-beschichteter Dieselpartikelfilter weist eine aktive Beschichtung auf, an der ebenfalls die selektive katalytische Reduktion ablaufen kann.In addition to an SCR catalytic converter, at least one exhaust gas path preferably also has a diesel particle filter, in particular an SCR-coated diesel particle filter, with at least one flow path not having a diesel particle filter. The exhaust gas aftertreatment can thus be adapted particularly efficiently to the various fuels, in particular to diesel and natural gas or hydrogen-based fuels or mixtures thereof, without any loss of efficiency or effectiveness. The SCR catalytic converter is an aggregate for NOx reduction via selective catalytic reduction. An SCR-coated diesel particulate filter has an active coating on which the selective catalytic reduction can also take place.
Besonders bevorzugt ist in zwei Strömungspfaden je mindestens ein Einspritzaggregat für Hilfsstoffe zur Abgasnachbehandlung, insbesondere für wässrige Harnstofflösung, vorhanden, wobei das Einspritzaggregat jeweils strömungstechnisch vor einem SCR-Katalysator angeordnet ist. Durch die Einspritzung von Hilfsstoff zur Abgasnachbehandlung wird die Wirkung des SCR-Katalysators erst ermöglicht.Particularly preferably, at least one injection unit for auxiliaries for exhaust gas aftertreatment, in particular for aqueous urea solution, is present in each of two flow paths, the injection unit in each case being arranged fluidically upstream of an SCR catalytic converter. The SCR catalytic converter is only able to work through the injection of auxiliary substances for exhaust gas aftertreatment.
Weiterhin ist es von Vorteil, wenn die Abgasnachbehandlung so ausgeführt ist, dass alles Abgas, das heißt der gesamte Abgasstrom oder bei einer Aufteilung in parallele Teilströme jeder Teilstrom für sich zumindest durch einen SCR-Katalysator und bevorzugt durch einen strömungstechnisch nachgeschalteten Ammoniakschlupf-Katalysator geleitet wird. So ist bei jeder Betriebsweise eine zuverlässige Emissionsreduktion gewährleistet.Furthermore, it is advantageous if the exhaust gas aftertreatment is carried out in such a way that all exhaust gas, i.e. the entire exhaust gas flow or, if divided into parallel partial flows, each partial flow is passed through at least one SCR catalytic converter and preferably through an ammonia slip catalytic converter connected downstream . This guarantees a reliable reduction in emissions in every operating mode.
Um die Antriebseinheit besonders gut im Fahrzeug einplanen und einfach montieren zu können, ist es von Vorteil, wenn ein Tragrahmen vorhanden ist, an dem die folgenden Komponenten der Antriebseinheit befestigt sind: der Verbrennungsmotor, das Traktionsgetriebe oder der Traktionsgenerator und die Steuerung. Die Befestigung der Komponenten kann auch als indirekte Befestigung am Tragrahmen ausgeführt sein, indem die Komponenten, beispielsweise die Steuerung, an einer weiteren Komponente des Antriebssystems befestigt ist, welche am Tragrahmen befestigt ist. Der Tragrahmen wird über Aufhängungen am Fahrzeug insbesondere an einem Fahrzeugrahmen befestigt.In order to be able to plan the drive unit particularly well in the vehicle and to be able to easily assemble it, it is advantageous if a support frame is available to which the following components of the drive unit are attached: the internal combustion engine, the traction gear or the traction generator and the control. The components can also be fastened indirectly to the support frame, in that the components, for example the control, are fastened to a further component of the drive system which is fastened to the support frame. The support frame is fastened to a vehicle frame in particular via suspensions on the vehicle.
Weiterhin können zusätzlich wesentliche Teile, insbesondere alle Teile, des Abgasnachbehandlungssystems und/oder wesentliche Teile, insbesondere alle Teile des Kühlsystems am Tragrahmen befestigt sein. So kann die Antriebseinheit als Paket gut vormontiert werden.Furthermore, essential parts, in particular all parts of the exhaust gas aftertreatment system and / or essential parts, in particular all parts of the cooling system, can be attached to the support frame. In this way, the drive unit can be easily pre-assembled as a package.
Für manche Komponenten der Antriebseinheit kann es vorteilhaft sein, wenn sie nicht am Tragrahmen befestigt sind. Insbesondere können das Kraftstoff-Regelventil und die Kraftstoffzuführungen oder Teile der Abgasnachbehandlung oder Teile des Kühlsystems, besonders beispielsweise ein Kühlkreislauf, an einer anderen Stelle im Fahrzeug befestigt sein.For some components of the drive unit it can be advantageous if they are not attached to the support frame. In particular, the fuel control valve and the fuel supply lines or parts of the exhaust gas aftertreatment or parts of the cooling system, in particular, for example, a cooling circuit, can be fastened at another point in the vehicle.
Anhand von Ausführungsbeispielen werden weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung erläutert unter Bezugnahme auf die Zeichnungen.
-
1 Schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Antriebseinheit -
2 Beispiel für eine Ausführung des Abgas-Nachbehandlungssystems -
3 Weiteres Beispiel für eine Ausführung des Abgas-Nachbehandlungssystems
-
1 Schematic representation of a drive unit according to the invention -
2 Example of a design of the exhaust gas aftertreatment system -
3 Another example of an embodiment of the exhaust gas aftertreatment system
In der gezeigten Ausführung sind auch das Kühlsystem
Des Weiteren ist das Kraftstoff-Regelventil
Der Verbrennungsmotor
Die Regelung der Antriebseinheit und der Kraftstoffversorgung erfolgt über zumindest eine Steuerung. Dargestellt ist eine verteilte Steuerung mit der Steuerung
Für diese Art von Antrieb gibt es zwei verschiedene Alternativen. Zum einen die direkte Erzeugung des Antriebsdrehmoments mit dem Verbrennungsmotor
Die andere Variante ist ein diesel-elektrischer oder verbrennungs-elektrischer Antrieb. Dabei dient das Drehmoment des Verbrennungsmotors
Das Kühlsystem
Die erfindungsgemäße Antriebseinheit
In
Es weist einen ersten Strömungspfad
Für die Regelung der Abgas-Nachbehandlung und die Verteilung des Abgases
Bevorzugt kann das Abgas-Nachbehandlungssystem modular aufgebaut sein, so dass einzelne Module ausgetauscht oder ersetzt werden können. Das kann insbesondere dann nötig sein, wenn geänderte Anforderungen bezüglich Kraftstoffart oder Kraftstoffqualität oder bezüglich Abgasreinigung vorliegen.The exhaust gas aftertreatment system can preferably have a modular structure so that individual modules can be exchanged or replaced. This can be necessary in particular if there are changed requirements with regard to type or quality of fuel or with regard to exhaust gas cleaning.
Auch in dieser Ausführung mit drei Strömungspfaden kann insbesondere auf eines der Ventile
Auch dieses Abgas-Nachbehandlungssystem
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- Antriebseinheit für SchienenfahrzeugDrive unit for rail vehicle
- 22
- Traktionsgetriebe oder TraktionsgeneratorTraction gear or traction generator
- 33
- VerbrennungsmotorInternal combustion engine
- 44th
- KühlsystemCooling system
- 55
- TragrahmenSupport frame
- 5.15.1
- QuerträgerCross member
- 5.25.2
- LängsträgerSide member
- 5.35.3
- Aufhängungsuspension
- 66th
- Steuerung für Traktionsgetriebe oder TraktionsgeneratorControl for traction gear or traction generator
- 77th
- Kraftstoff-RegelventilFuel control valve
- 8.1, 8.2 ,8.38.1, 8.2, 8.3
- Kraftstoff-ZuführungenFuel supply lines
- 99
- Abgas-NachbehandlungssystemExhaust aftertreatment system
- 9.1, 9.29.1, 9.2
- Teile des Abgas-NachbehandlungssystemsParts of the exhaust aftertreatment system
- 1010
- Steuerung für VerbrennungsmotorControl for combustion engine
- 1111
- VentilValve
- 12,12.1,12.212,12.1,12.2
- SCR-KatalysatorSCR catalytic converter
- 13,13.1,13.213,13.1,13.2
- Ammoniak-SchlupfkatalysatorAmmonia slip catalyst
- 1414th
- Dieseloxidations-KatalysatorDiesel oxidation catalyst
- 15,15.1,15.2,15.315,15.1,15.2,15.3
- SCR-beschichteter DieselpartikelfilterSCR-coated diesel particulate filter
- 16, 17, 1816, 17, 18
- Ventile Valves
- 2020th
- Abgasstrom vom VerbrennungsmotorExhaust gas flow from the internal combustion engine
- 21, 21.121, 21.1
- erster Strömungspfadfirst flow path
- 22, 22.122, 22.1
- zweiter Strömungspfadsecond flow path
- 2323
- dritter Strömungspfad third flow path
- 2525th
- Einspritzaggregat für Hilfsstoff Injection unit for auxiliary material
- 3030th
- Abgasstrom nach der NachbehandlungExhaust gas flow after aftertreatment
Claims (12)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102019107067.8A DE102019107067A1 (en) | 2019-03-20 | 2019-03-20 | Drive unit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102019107067.8A DE102019107067A1 (en) | 2019-03-20 | 2019-03-20 | Drive unit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102019107067A1 true DE102019107067A1 (en) | 2020-09-24 |
Family
ID=72334195
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102019107067.8A Pending DE102019107067A1 (en) | 2019-03-20 | 2019-03-20 | Drive unit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102019107067A1 (en) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3446247A1 (en) * | 1984-12-19 | 1986-06-05 | Anton 4440 Rheine Fransbach | Two-way exhaust system for motor vehicles |
WO2002090732A1 (en) * | 2001-05-10 | 2002-11-14 | Robert Bosch Gmbh | Method for operating an internal combustion engine, especially a motor vehicle internal combustion engine |
DE112008002052T5 (en) * | 2007-07-31 | 2010-06-10 | Caterpillar Inc., Peoria | Exhaust gas treatment system with NO2 control |
DE102012216885A1 (en) * | 2011-10-24 | 2013-04-25 | Ford Global Technologies, Llc | aftertreatment system |
AT513133A4 (en) * | 2013-04-18 | 2014-02-15 | Avl List Gmbh | Large diesel engine |
DE102018203699A1 (en) * | 2018-03-12 | 2019-09-12 | Mtu Friedrichshafen Gmbh | Method for operating an internal combustion engine, control device for an internal combustion engine and internal combustion engine with such a control device |
-
2019
- 2019-03-20 DE DE102019107067.8A patent/DE102019107067A1/en active Pending
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3446247A1 (en) * | 1984-12-19 | 1986-06-05 | Anton 4440 Rheine Fransbach | Two-way exhaust system for motor vehicles |
WO2002090732A1 (en) * | 2001-05-10 | 2002-11-14 | Robert Bosch Gmbh | Method for operating an internal combustion engine, especially a motor vehicle internal combustion engine |
DE112008002052T5 (en) * | 2007-07-31 | 2010-06-10 | Caterpillar Inc., Peoria | Exhaust gas treatment system with NO2 control |
DE102012216885A1 (en) * | 2011-10-24 | 2013-04-25 | Ford Global Technologies, Llc | aftertreatment system |
AT513133A4 (en) * | 2013-04-18 | 2014-02-15 | Avl List Gmbh | Large diesel engine |
DE102018203699A1 (en) * | 2018-03-12 | 2019-09-12 | Mtu Friedrichshafen Gmbh | Method for operating an internal combustion engine, control device for an internal combustion engine and internal combustion engine with such a control device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE102015212514B4 (en) | Method for exhaust gas aftertreatment and device for cleaning the exhaust gas of an internal combustion engine | |
EP2101049B1 (en) | Compact exhaust gas after treatment system | |
EP1892394B1 (en) | Exhaust gas aftertreatment system | |
DE112010005012B4 (en) | exhaust aftertreatment system | |
EP1892395B1 (en) | Exhaust gas treatment system | |
DE102013212801B4 (en) | Arrangement for exhaust aftertreatment for an internal combustion engine and method for operating an internal combustion engine | |
DE112015005865T5 (en) | Compact after-treatment system | |
DE102009028225B4 (en) | Work vehicle with two engines and control of exhaust aftertreatment | |
DE102011083637B4 (en) | Mixing and / or evaporation device | |
DE102014200092B4 (en) | Arrangement for reducing emissions from a diesel engine | |
EP1991766A1 (en) | Exhaust gas aftertreatment system and exhaust gas cleaning method | |
DE112013005723T5 (en) | Reductant injection control system | |
EP2826971A1 (en) | Method for reducing nitrogen oxides in diesel engine exhaust gases and exhaust gas treatment system for carrying out the method | |
DE102012000591A1 (en) | Engine block assembly with an exhaust system | |
DE102013223719A1 (en) | Exhaust mode selector system | |
DE102018220715A1 (en) | Exhaust gas aftertreatment system and method for exhaust gas aftertreatment of an internal combustion engine | |
DE10256769A1 (en) | Motor vehicle with a diesel drive motor | |
WO2008046681A1 (en) | Connecting unit for assembly in an exhaust strand of an internal combustion engine | |
DE102005055240A1 (en) | Exhaust gas after-treatment device for e.g. diesel engine, has after-treatment unit to retain and oxidize sooty particles from gas stream, and throttle valve arranged in auxiliary exhaust gas system for regulating proportion of stream | |
EP2166207A1 (en) | Device and method for cleaning an exhaust gas flow of an internal combustion engine, in particular an internal combustion engine which is capable to operate under lean conditions | |
DE102019107067A1 (en) | Drive unit | |
DE102015004063A1 (en) | Arrangement and procedure | |
DE102013015602A1 (en) | Exhaust after-treatment system for an internal combustion engine and internal combustion engine | |
DE102018203300B4 (en) | Arrangement of an internal combustion engine with an exhaust tract, motor vehicle and method for controlling exhaust gas aftertreatment | |
DE112008001480T5 (en) | Multi-engine system with onboard ammonia production |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R163 | Identified publications notified |