DE102019113006A1 - POST-TREATMENT SYSTEM WITH Lean NOx trap filter - Google Patents

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Abstract

Ein Nachbehandlungssystem beinhaltet einen ersten Rohrabschnitt in Fluidverbindung mit einem Abgaskrümmer eines Verbrennungsmotors. Eine erste Nachbehandlungsvorrichtung beinhaltet ein Gehäuse und ein poröses Substrat mit Substratwänden, die eine Vielzahl von Strömungskanälen definieren, einschließlich erster Kanäle, die an einem ersten Ende des Substrats blockiert sind, und zweiter Kanäle, die an einem zweiten Ende des Substrats gegenüber dem ersten Ende blockiert sind. Die ersten und zweiten Kanäle sind verschachtelt und die inneren Porenoberflächen im porösen Substrat bilden eine Vielzahl von inneren Poren. Ein passiver NOx-Adsorptionskatalysator wird auf den Substratwänden und den inneren Porenoberflächen abgeschieden, sodass die mittlere Porosität des porösen Substrats nicht größer ist als eine sekundäre Korngröße der Partikel. Eine zweite Nachbehandlungsvorrichtung mit einem Einlass ist in Fluidverbindung mit dem Auslass der ersten Nachbehandlungsvorrichtung.An aftertreatment system includes a first pipe section in fluid communication with an exhaust manifold of an internal combustion engine. A first aftertreatment device includes a housing and a porous substrate with substrate walls that define a plurality of flow channels, including first channels that are blocked at a first end of the substrate and second channels that are blocked at a second end of the substrate opposite the first end are. The first and second channels are nested and the inner pore surfaces in the porous substrate form a plurality of inner pores. A passive NOx adsorption catalyst is deposited on the substrate walls and the inner pore surfaces, so that the average porosity of the porous substrate is not greater than a secondary particle size of the particles. A second aftertreatment device with an inlet is in fluid communication with the outlet of the first aftertreatment device.

Description

TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA

Die vorliegende Offenbarung bezieht sich im Allgemeinen auf ein Nachbehandlungssystem für Abgase aus einem Verbrennungsmotor, und insbesondere auf eine Nachbehandlungsarchitektur mit einem Mager-NOx-Einfangfilter in Kombination mit einer selektiven katalytischen Reduktionsvorrichtung.The present disclosure relates generally to an aftertreatment system for exhaust gases from an internal combustion engine, and in particular to an aftertreatment architecture with a lean NOx trap filter in combination with a selective catalytic reduction device.

HINTERGRUNDBACKGROUND

Im Allgemeinen werden Fahrzeuge, wie beispielsweise Kraftfahrzeuge, durch ein Antriebssystem angetrieben. Bestimmte Kraftfahrzeuge nutzen einen Verbrennungsmotor, wie beispielsweise einen Dieselmotor, als Antriebssystem, der Energie bereitstellt, die auf ein Getriebe übertragen und zum Antreiben des Kraftfahrzeugs verwendet wird. Um die neuesten, strengeren Emissionsvorschriften zu erfüllen, kann ein Nachbehandlungssystem mit einer oder mehreren Nachbehandlungsvorrichtungen eingesetzt werden, um Verbrennungsnebenprodukte, wie beispielsweise Dieselpartikel, Kohlenmonoxid, Stickoxide (NOx), Schwefeloxide (SOx), unverbrannte Kohlenwasserstoffe und dergleichen, aus einem Abgasstrom zu entfernen, bevor der Abgasstrom aus dem Verbrennungsmotor ausgestoßen wird.Generally, vehicles, such as automobiles, are powered by a propulsion system. Certain motor vehicles use an internal combustion engine, such as a diesel engine, as the drive system that provides energy that is transferred to a transmission and used to drive the motor vehicle. To meet the latest, stricter emissions regulations, an aftertreatment system with one or more aftertreatment devices can be used to remove combustion by-products such as diesel particles, carbon monoxide, nitrogen oxides (NOx), sulfur oxides (SOx), unburned hydrocarbons and the like from an exhaust gas stream, before the exhaust gas stream is expelled from the internal combustion engine.

Herkömmliche Nachbehandlungssysteme weisen bestimmte Betriebstemperaturbereiche auf, die erreicht werden müssen, um angemessene Umwandlungswirkungsgrade zu erzielen. So erreicht beispielsweise eine Vorrichtung zur selektiven katalytischen Reduktion (SCR) möglicherweise erst dann einen ausreichenden Umwandlungswirkungsgrad, wenn sie eine Betriebstemperatur im Bereich von 200-300 °C erreicht hat. In diesen Situationen stellt das Nachbehandlungssystem keine ausreichenden Umwandlungswirkungsgrade bei niedrigeren Temperaturbereichen (z. B. unter 200 °C) während des Motorstarts oder bei extrem niedrigen Umgebungsbedingungen bereit. Eine zusätzliche Nachbehandlungsvorrichtung, wie beispielsweise eine Mager-NOx-Falle (LNT), kann integriert werden, um den Temperaturbereich des Nachbehandlungssystems zu erweitern und die Verbrennungsnebenprodukte in niedrigeren Temperaturbereichen zu entfernen. Die LNT-Vorrichtung ist jedoch möglicherweise nicht so effizient beim Entfernen der Verbrennungsnebenprodukte wie das SCR-System im höheren Betriebstemperaturbereich und eine andere Vorrichtung zum Entfernen von Partikeln.Conventional aftertreatment systems have certain operating temperature ranges that must be achieved to achieve adequate conversion efficiencies. For example, a selective catalytic reduction (SCR) device may not achieve sufficient conversion efficiency until it has reached an operating temperature in the range of 200-300 ° C. In these situations, the aftertreatment system does not provide sufficient conversion efficiencies at lower temperature ranges (e.g. below 200 ° C) during engine start up or in extremely low environmental conditions. An additional aftertreatment device, such as a lean NOx trap (LNT), can be integrated to expand the temperature range of the aftertreatment system and to remove the combustion by-products in lower temperature ranges. However, the LNT device may not be as efficient at removing combustion by-products as the higher operating temperature SCR system and other particle removal device.

Dementsprechend ist es wünschenswert, ein System und Verfahren zum Nachbehandeln eines Abgasstroms in einer oder mehreren Nachbehandlungsvorrichtungen über einen relativ weiten Betriebstemperaturbereich vorzusehen. Die Verwendung einer stufenweisen Nachbehandlungsvorrichtung würde ein effizientes Entfernen von Verbrennungsnebenprodukten bei einer Reihe von Betriebstemperaturen bereitstellen. Ferner werden weitere wünschenswerte Funktionen und Merkmale der vorliegenden Offenbarung aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen, sowie dem vorangehenden technischen Gebiet und Hintergrund ersichtlich.Accordingly, it is desirable to provide a system and method for aftertreatment of an exhaust gas stream in one or more aftertreatment devices over a relatively wide operating temperature range. The use of a gradual aftertreatment device would provide efficient combustion by-product removal at a range of operating temperatures. Further desirable functions and features of the present disclosure will become apparent from the following detailed description and the appended claims, taken in conjunction with the accompanying drawings, as well as the foregoing technical field and background.

KURZDARSTELLUNGSUMMARY

Gemäß der vorliegenden Offenbarung ist eine Abgasnachbehandlungsvorrichtung für die Abgase eines Verbrennungsmotors vorgesehen. Die Nachbehandlungsvorrichtung beinhaltet ein Gehäuse mit einem Einlass und einem Auslass. Ein poröses Substrat ist im Gehäuse angeordnet und beinhaltet Substratwände, die eine Vielzahl von Strömungskanälen definieren, einschließlich erster Kanäle, die an einem ersten Ende des Substrats blockiert sind, und zweiter Kanäle, die an einem zweiten Ende des Substrats gegenüber dem ersten Ende blockiert sind. Die ersten und zweiten Kanäle sind verschachtelt und die inneren Porenoberflächen im porösen Substrat bilden eine Vielzahl von inneren Poren, die gewundene Durchgänge zwischen den Substratwänden definieren. Ein passiver NOx-Adsorptionskatalysator wird auf den Substratwänden und den inneren Porenoberflächen abgeschieden, sodass die mittlere Porosität des porösen Substrats nicht größer ist als eine sekundäre Korngröße der Partikel. Gemäß einer zusätzlichen Ausführungsform beträgt die mittlere Porosität des Substrats nicht weniger als 10 µm und nicht mehr als 20 µm, um Partikel angemessen zu filtern und gleichzeitig den Druckabfall über die Vorrichtung zu begrenzen.According to the present disclosure, an exhaust gas aftertreatment device for the exhaust gases of an internal combustion engine is provided. The aftertreatment device includes a housing with an inlet and an outlet. A porous substrate is disposed in the housing and includes substrate walls that define a plurality of flow channels, including first channels that are blocked at a first end of the substrate and second channels that are blocked at a second end of the substrate opposite the first end. The first and second channels are nested and the inner pore surfaces in the porous substrate form a plurality of inner pores that define tortuous passages between the substrate walls. A passive NOx adsorption catalyst is deposited on the substrate walls and the inner pore surfaces, so that the average porosity of the porous substrate is not greater than a secondary particle size of the particles. According to an additional embodiment, the average porosity of the substrate is not less than 10 µm and not more than 20 µm in order to adequately filter particles and at the same time limit the pressure drop across the device.

Gemäß einer zusätzlichen Ausführungsform wird das poröse Substrat gleichmäßig mit dem Katalysator beschichtet, sodass die Konzentration des Katalysators auf dem Substrat in Abgasströmungsrichtung über die Länge des Substrats im Wesentlichen konstant bleibt. Gemäß einer alternativen Ausführungsform wird das poröse Substrat mit dem Katalysator zonenbeschichtet, sodass die Konzentration des Katalysators über die Länge des Substrats variiert, um unterschiedliche Zonen basierend auf der Katalysatorkonzentration in jedem Bereich des Substrats zu definieren.According to an additional embodiment, the porous substrate is coated uniformly with the catalyst, so that the concentration of the catalyst on the substrate in the exhaust gas flow direction remains essentially constant over the length of the substrate. According to an alternative embodiment, the porous substrate is zone coated with the catalyst so that the concentration of the catalyst varies along the length of the substrate to define different zones based on the catalyst concentration in each area of the substrate.

Gemäß einer zusätzlichen Ausführungsform beinhaltet die Abgasnachbehandlungsvorrichtung ferner einen Dieseloxidationskatalysatorabschnitt, der im Gehäuse zwischen dem Einlass und dem porösen Substrat angeordnet ist.According to an additional embodiment, the exhaust gas aftertreatment device further includes a diesel oxidation catalyst section, which is arranged in the housing between the inlet and the porous substrate.

Gemäß einer zusätzlichen Ausführungsform beinhaltet die Abgasnachbehandlungsvorrichtung ferner eine Kraftstoffeinspritzdüse, die konfiguriert ist, um einen Kohlenwasserstoffkraftstoff in den Abgasstrom stromabwärts des Verbrennungsmotors und stromaufwärts des porösen Substrats einzuspritzen.According to an additional embodiment, the exhaust gas aftertreatment device includes a fuel injector configured to inject a hydrocarbon fuel into the exhaust gas stream downstream of the internal combustion engine and upstream of the porous substrate.

Gemäß der vorliegenden Offenbarung wird ein Nachbehandlungssystem für Abgase aus einem Verbrennungsmotor mit Abgaskrümmer offenbart. Das Nachbehandlungssystem beinhaltet einen ersten Rohrabschnitt, der so konfiguriert ist, dass er in Fluidverbindung mit einem Abgaskrümmer des Verbrennungsmotors steht. Eine erste Nachbehandlungsvorrichtung beinhaltet ein Gehäuse mit einem Einlass und einem Auslass. Ein poröses Substrat ist im Gehäuse angeordnet und weist Substratwände auf, die eine Vielzahl von Strömungskanälen definieren, einschließlich erster Kanäle, die an einem ersten Ende des Substrats blockiert sind, und zweiter Kanäle, die an einem zweiten Ende des Substrats gegenüber dem ersten Ende blockiert sind. Die ersten und zweiten Kanäle sind verschachtelt und die inneren Porenoberflächen im porösen Substrat bilden eine Vielzahl von inneren Poren, die gewundene Durchgänge zwischen den Substratwänden definieren. Ein passiver NOx-Adsorptionskatalysator wird auf den Substratwänden und den inneren Porenoberflächen abgeschieden, sodass die mittlere Porosität des porösen Substrats nicht größer ist als eine sekundäre Korngröße der Partikel. Eine zweite Nachbehandlungsvorrichtung beinhaltet einen Einlass in Fluidverbindung mit dem Auslass der ersten Nachbehandlungsvorrichtung. Gemäß einer zusätzlichen Ausführungsform weist das poröse Substrat in der ersten Nachbehandlungsvorrichtung eine mittlere Porosität von nicht weniger als 10 µm und nicht mehr als 20 µm auf, um Partikel angemessen zu filtern und gleichzeitig den Druckabfall über die Vorrichtung zu begrenzen.According to the present disclosure, an aftertreatment system for exhaust gases from an internal combustion engine with an exhaust manifold is disclosed. The aftertreatment system includes a first pipe section that is configured to be in fluid communication with an exhaust manifold of the internal combustion engine. A first aftertreatment device includes a housing having an inlet and an outlet. A porous substrate is disposed in the housing and has substrate walls that define a plurality of flow channels, including first channels that are blocked at a first end of the substrate and second channels that are blocked at a second end of the substrate opposite the first end , The first and second channels are nested and the inner pore surfaces in the porous substrate form a plurality of inner pores that define tortuous passages between the substrate walls. A passive NOx adsorption catalyst is deposited on the substrate walls and the inner pore surfaces, so that the average porosity of the porous substrate is not greater than a secondary particle size of the particles. A second aftertreatment device includes an inlet in fluid communication with the outlet of the first aftertreatment device. According to an additional embodiment, the porous substrate in the first aftertreatment device has an average porosity of not less than 10 μm and not more than 20 μm in order to adequately filter particles and at the same time limit the pressure drop across the device.

Gemäß einer zusätzlichen Ausführungsform ist das poröse Substrat in der ersten Nachbehandlungsvorrichtung gleichmäßig mit dem Katalysator beschichtet, sodass die Konzentration des Katalysators auf dem Substrat in Abgasströmungsrichtung über die Länge des Substrats im Wesentlichen konstant bleibt. Gemäß einer alternativen Ausführungsform ist das poröse Substrat in der ersten Nachbehandlungsvorrichtung mit dem Katalysator zonenbeschichtet, sodass die Konzentration des Katalysators über die Länge des Substrats variiert, um unterschiedliche Zonen basierend auf der Katalysatorkonzentration in jedem Bereich des Substrats zu definieren.According to an additional embodiment, the porous substrate in the first aftertreatment device is coated uniformly with the catalyst, so that the concentration of the catalyst on the substrate in the exhaust gas flow direction remains essentially constant over the length of the substrate. According to an alternative embodiment, the porous substrate in the first aftertreatment device is zone coated with the catalyst so that the concentration of the catalyst varies over the length of the substrate to define different zones based on the catalyst concentration in each area of the substrate.

Gemäß einer zusätzlichen Ausführungsform beinhaltet das Nachbehandlungssystem ferner einen Dieseloxidationskatalysatorabschnitt, der im Gehäuse zwischen dem Einlass und dem porösen Substrat angeordnet ist.In accordance with an additional embodiment, the aftertreatment system further includes a diesel oxidation catalyst section disposed in the housing between the inlet and the porous substrate.

Gemäß einer zusätzlichen Ausführungsform beinhaltet das Nachbehandlungssystem ferner eine Kraftstoffeinspritzdüse, die konfiguriert ist, um einen Kohlenwasserstoffkraftstoff in das Nachbehandlungssystem stromabwärts des Abgaskrümmers und stromaufwärts der ersten Nachbehandlungsvorrichtung einzuspritzen.According to an additional embodiment, the aftertreatment system further includes a fuel injector configured to inject a hydrocarbon fuel into the aftertreatment system downstream of the exhaust manifold and upstream of the first aftertreatment device.

Gemäß einer zusätzlichen Ausführungsform beinhaltet die zweite Nachbehandlungsvorrichtung eine selektive katalytische Reduktions-(SCR)-Einheit stromabwärts der ersten Nachbehandlungsvorrichtung. Gemäß einer zusätzlichen Ausführungsform beinhaltet das Nachbehandlungssystem ferner ein Fluideinspritzventil, das konfiguriert ist, um ein Dieselabgasfluid in das Nachbehandlungssystem stromabwärts der ersten Nachbehandlungsvorrichtung und stromaufwärts der SCR-Einheit einzuspritzen.According to an additional embodiment, the second aftertreatment device includes a selective catalytic reduction (SCR) unit downstream of the first aftertreatment device. According to an additional embodiment, the aftertreatment system further includes a fluid injector configured to inject a diesel exhaust fluid into the aftertreatment system downstream of the first aftertreatment device and upstream of the SCR unit.

Gemäß einer zusätzlichen Ausführungsform weist die erste Nachbehandlungsvorrichtung einen NOx-Umwandlungswirkungsgrad von mehr als 40 % in einem ersten Temperaturbereich zwischen etwa 100 °C und 300 °C und die zweite Nachbehandlungsvorrichtung einen NOx-Umwandlungswirkungsgrad von mehr als 55 % in einem zweiten Temperaturbereich zwischen etwa 200 °C und 450 °C auf.According to an additional embodiment, the first aftertreatment device has a NOx conversion efficiency of more than 40% in a first temperature range between about 100 ° C. and 300 ° C. and the second aftertreatment device has a NOx conversion efficiency of more than 55% in a second temperature range between about 200 ° C and 450 ° C.

Gemäß einer zusätzlichen Ausführungsform beinhaltet das Nachbehandlungssystem ferner einen zweiten Rohrabschnitt mit einem ersten Ende in Fluidverbindung mit dem Ausgang der ersten Nachbehandlungsvorrichtung und einem zweiten Ende in Fluidverbindung mit der SCR-Einheit, sodass der zweite Rohrabschnitt die ersten und zweiten Nachbehandlungsvorrichtungen trennt. Gemäß einer zusätzlichen Ausführungsform beinhaltet das Nachbehandlungssystem ferner einen Niederdruck-Abgasrückführungskreislauf in Fluidverbindung mit dem zweiten Rohrabschnitt.According to an additional embodiment, the aftertreatment system further includes a second pipe section having a first end in fluid communication with the outlet of the first aftertreatment device and a second end in fluid communication with the SCR unit so that the second pipe section separates the first and second aftertreatment devices. According to an additional embodiment, the aftertreatment system further includes a low pressure exhaust gas recirculation circuit in fluid communication with the second pipe section.

Figurenlistelist of figures

Die exemplarischen Ausführungsformen werden nachfolgend in Verbindung mit den folgenden Zeichnungen beschrieben, worin gleiche Ziffern gleiche Elemente bezeichnen.

  • 1 zeigt schematisch ein Automobilsystem gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
  • 2 ist der Abschnitt A-A eines Verbrennungsmotors des Automobilsystems von 1;
  • 3 stellt ein Nachbehandlungssystem mit einer ersten Nachbehandlungsvorrichtung in Form eines Mager-NOx-(LNT)-Filters stromaufwärts einer zweiten Nachbehandlungsvorrichtung in Form einer selektiven katalytischen Reduktions-(SCR)-Einheit dar;
  • 4 stellt ein Nachbehandlungssystem mit einer ersten Nachbehandlungsvorrichtung einschließlich eines Dieseloxidationskatalysators (DOC) und einem LNT-Filter stromaufwärts einer zweiten Nachbehandlungsvorrichtung in Form einer SRC-Einheit dar;
  • 5 ist eine schematische Darstellung, die einen Querschnitt eines LNT-Filters darstellt;
  • 6A ist ein Detail des in 5 gezeigten LNT-Filters, der den Abgasstrom durch den LNT-Filter anzeigt; und
  • 6B ist ein Detail bei 6B von 6A, der den Abgasstrom durch das poröse Substrat anzeigt.
The exemplary embodiments are described below in conjunction with the following drawings, wherein like numerals designate like elements.
  • 1 schematically illustrates an automotive system according to an embodiment of the present disclosure;
  • 2 is the section AA of an internal combustion engine of the automotive system of 1 ;
  • 3 FIG. 4 illustrates an aftertreatment system with a first aftertreatment device in the form of a lean NOx (LNT) filter upstream of a second aftertreatment device in the form of a selective catalytic reduction (SCR) unit;
  • 4 FIG. 4 illustrates an aftertreatment system with a first aftertreatment device including a diesel oxidation catalyst (DOC) and an LNT filter upstream of a second aftertreatment device in the form of an SRC unit;
  • 5 Fig. 4 is a schematic diagram illustrating a cross section of an LNT filter;
  • 6A is a detail of the in 5 shown LNT filter, which indicates the exhaust gas flow through the LNT filter; and
  • 6B is a detail at 6B from 6A that indicates the flow of exhaust gas through the porous substrate.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNGDETAILED DESCRIPTION

Die folgende ausführliche Beschreibung ist lediglich exemplarischer Natur und soll die Erfindung oder die Anwendung und die Verwendungen der Erfindung, die hierin offenbart ist, nicht einschränken. Weiterhin besteht keine Absicht, im vorstehenden technischen Bereich, Hintergrund, der Zusammenfassung oder der folgenden ausführlichen Beschreibung an eine ausdrücklich oder implizit vorgestellte Theorie gebunden zu sein, sie wird ausdrücklich als beanspruchter Gegenstand wiedergegeben.The following detailed description is merely exemplary in nature and is not intended to limit the invention or the application and uses of the invention disclosed herein. Furthermore, there is no intention in the above technical field, background, summary or the following detailed description to be bound to an explicitly or implicitly presented theory, it is expressly reproduced as the claimed subject matter.

Einige Ausführungsformen können, wie in den 1 und 2 dargestellt, ein Automobilsystem 10 beinhalten, das einen Verbrennungsmotor (ICE) 12 mit einem Motorblock 14 beinhaltet, der mindestens einen Zylinder 16 mit einem Kolben 18 definiert, die gekoppelt sind, um eine Kurbelwelle 20 zu drehen. Ein Zylinderkopf 22 bildet zusammen mit dem Kolben 18 eine Brennkammer 24. Ein Kraftstoff-/Luftgemisch kann in die Brennkammer 24 eingespritzt und entzündet werden, was im Ergebnis eine wechselseitige Bewegung des Kolbens 18 durch die sich ausdehnenden heißen Abgase verursacht. Der Kraftstoff wird unter Hochdruck aus dem Kraftstoffverteiler 28, der in Fluidverbindung mit einer Hochdruck-Kraftstoffpumpe 30 zur Druckerhöhung des Kraftstoffs aus einer Kraftstoffquelle 32 verbunden ist, zur Kraftstoffeinspritzdüse 26 geleitet. Die Luft wird über mindestens einen Einlasskanal 34 zugeführt. Jeder der Zylinder 16 weist mindestens zwei Ventile 36 auf, die durch eine Nockenwelle 38 betätigt werden, die sich abgestimmt mit der Kurbelwelle 20 dreht. Die Ventile 36 lassen selektiv Luft aus dem Einlasskanal 34 in die Brennkammer 24 und alternativ die Abgase durch eine Abgasöffnung 40 entweichen. In einigen Beispielen kann ein Nockenversteller 42 selektiv das Timing zwischen der Nockenwelle 38 und der Kurbelwelle 20 variieren.Some embodiments, as shown in FIGS 1 and 2 shown an automotive system 10 include an internal combustion engine (ICE) 12 with an engine block 14 includes at least one cylinder 16 with a piston 18 defined that are coupled to a crankshaft 20 to turn. A cylinder head 22 forms together with the piston 18 a combustion chamber 24 , A fuel / air mixture can enter the combustion chamber 24 be injected and ignited, resulting in a reciprocal movement of the piston 18 caused by the expanding hot exhaust gases. The fuel is under high pressure from the fuel rail 28 in fluid communication with a high pressure fuel pump 30 to increase the pressure of the fuel from a fuel source 32 is connected to the fuel injector 26 directed. The air passes through at least one inlet duct 34 fed. Each of the cylinders 16 has at least two valves 36 on by a camshaft 38 are operated, which are coordinated with the crankshaft 20 rotates. The valves 36 selectively let air out of the intake duct 34 into the combustion chamber 24 and alternatively the exhaust gases through an exhaust opening 40 escape. In some examples, a cam phaser 42 selectively timing between the camshaft 38 and the crankshaft 20 vary.

Die Luft kann durch einen Ansaugkrümmer 44 zu der/den Einlassöffnung(en) 34 transportiert werden. Ein Ansaugkanal 46 kann Umgebungsluft zum Ansaugkrümmer 44 leiten. Bei anderen Ausführungsformen kann ein Drosselkörper 48 zur Steuerung des Luftstroms zum Ansaugkrümmer 44 verbaut sein. Bei noch anderen Ausführungsformen werden andere Gebläsesysteme bereitgestellt, zum Beispiel ein Turbolader 50 mit einem Verdichter 52, der rotierend mit einer Turbine 54 verbunden ist. Die Rotation des Kompressors 52 erhöht Druck und Temperatur der Luft im Ansaugkanal 46 und Ansaugkrümmer 44. Ein Ladeluftkühler 56 im Ansaugkanal 46 kann die Temperatur der Luft verringern. Die Turbine 54 rotiert aufgrund der eingehenden Abgase aus dem Abgaskrümmer 58, der Abgase von den Abgasöffnungen 40 durch eine Reihe von Schaufeln der Turbine 54 vor der Expansion leitet. Dieses Beispiel zeigt eine Turbine mit variabler Geometrie (VGT - Variable Geometry Turbine) mit einem VGT-Stellglied 60, das angeordnet ist, um die Schaufel zu bewegen, um den Abgasstrom durch die Turbine 54 zu ändern. Bei anderen Ausführungsformen kann der Turbolader 50 eine feste Geometrie sein und/oder einen Wastegate beinhalten.The air can pass through an intake manifold 44 to the inlet opening (s) 34 be transported. An intake duct 46 can take ambient air to the intake manifold 44 conduct. In other embodiments, a throttle body 48 to control the air flow to the intake manifold 44 be installed. In still other embodiments, other blower systems are provided, for example a turbocharger 50 with a compressor 52 that is rotating with a turbine 54 connected is. The rotation of the compressor 52 increases the pressure and temperature of the air in the intake duct 46 and intake manifold 44 , An intercooler 56 in the intake duct 46 can reduce the temperature of the air. The turbine 54 rotates due to the incoming exhaust gases from the exhaust manifold 58 , the exhaust gases from the exhaust openings 40 through a series of blades of the turbine 54 before expanding. This example shows a Variable Geometry Turbine (VGT) with a VGT actuator 60 , which is arranged to move the blade to the exhaust gas flow through the turbine 54 to change. In other embodiments, the turbocharger 50 be a solid geometry and / or include a wastegate.

Die Abgase verlassen die Turbine 54 und werden in ein Nachbehandlungssystem 62 geleitet. Das Nachbehandlungssystem 62 kann ein Auspuffrohr 64 mit einer oder mehreren Nachbehandlungsvorrichtungen 66.1, 66.2 beinhalten. Die Nachbehandlungsvorrichtungen 66.1, 66.2 (zusammen 66) können jede mögliche Vorrichtung sein, die dank ihrer Auslegung die Zusammensetzung der Abgase ändern kann. Weitere Einzelheiten zu den bevorzugten Nachbehandlungsvorrichtungen 66 sind nachstehend aufgeführt. Wie veranschaulicht, beinhaltet der Verbrennungsmotor 12 einen Hochdruck-Kurzstrecken-Abgasrückführungs-(HP-EGR)-Kreislauf 68, der zwischen dem Abgaskrümmer 58 und dem Ansaugkrümmer 44 gekoppelt ist. Der HP-AGR-Kreislauf 68 kann einen AGR-Kühler 70 beinhalten, um die Temperatur der Abgase im AGR-Kreislauf 68 zu senken. Ein HP-AGR-Ventil 72 regelt einen Hochdruckabgasstrom im HP-AGR-Kreislauf 68. Der Verbrennungsmotor 12 beinhaltet auch einen Niederdruck-Abgasrückführungs-(LP-EGR)-Kreislauf 74, der mit dem Auspuffrohr 64 stromabwärts der Turbine 54 gekoppelt ist und Abgase in den Lufteinlasskanal 46 stromaufwärts des Verdichters 52 zurückführt. Ein LP-AGR-Ventil 76 regelt einen Niederdruckabgasstrom im LP-AGR-Kreislauf 74.The exhaust gases leave the turbine 54 and are in an aftertreatment system 62 directed. The aftertreatment system 62 can be an exhaust pipe 64 with one or more after-treatment devices 66.1 . 66.2 include. The aftertreatment devices 66.1 . 66.2 (together 66 ) can be any device that, thanks to its design, can change the composition of the exhaust gases. More details on the preferred aftertreatment devices 66 are listed below. As illustrated, the internal combustion engine includes 12 a high pressure short range exhaust gas recirculation (HP-EGR) circuit 68 that is between the exhaust manifold 58 and the intake manifold 44 is coupled. The HP EGR cycle 68 can be an EGR cooler 70 include the temperature of the exhaust gases in the EGR circuit 68 to lower. An HP EGR valve 72 regulates a high-pressure exhaust gas flow in the HP-EGR circuit 68 , The internal combustion engine 12 also includes a low pressure exhaust gas recirculation (LP-EGR) circuit 74 with the exhaust pipe 64 downstream of the turbine 54 is coupled and exhaust gases into the air intake duct 46 upstream of the compressor 52 returns. An LP EGR valve 76 regulates a low-pressure exhaust gas flow in the LP-EGR circuit 74 ,

Das Automobilsystem 10 kann ferner eine elektronische Steuereinheit (ECU) 78 beinhalten, das mit einem oder mehreren Sensoren und/oder Vorrichtungen in Verbindung steht, die dem ICE 12 zugeordnet sind. Das ECU 78 kann eine digitale zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) in Verbindung mit einem Speichersystem oder Datenträger 80 und einen Schnittstellenbus beinhalten. Die CPU ist dafür ausgelegt, die im Speichersystem als Programm abgelegten Anweisungen durchzuführen und über den Schnittstellenbus Signale zu senden und zu empfangen. Das Speichersystem kann über verschiedene Speicherarten verfügen, darunter optische Speicher, magnetische Speicher, Festkörperspeicher und andere Permanentspeicher. Der Schnittstellenbus kann dafür ausgelegt sein, analoge und/oder digitale Signale zu modulieren und an die verschiedenen Sensoren und Steuergeräte zu senden, bzw. sie von diesen zu empfangen. Das Programm kann die hierin offenbarten Verfahren verkörpern, was es der CPU ermöglicht, die Schritte dieser Verfahren auszuführen und den ICE 12 zu steuern. Anstelle eines ECU 78 kann das Automobilsystem 100 verschiedene Prozessortypen aufweisen, um die elektronische Logik, z. B. eine eingebettete Steuerung, einen Bordcomputer oder ein beliebiges Verarbeitungsmodul, vorzusehen, die in einem Kraftfahrzeug eingesetzt werden könnte.The automotive system 10 can also an electronic control unit (ECU) 78 include that is associated with one or more sensors and / or devices associated with the ICE 12 assigned. The ECU 78 can be a digital central processing unit (CPU) in connection with a storage system or data carrier 80 and include an interface bus. The CPU is designed to carry out the instructions stored in the memory system as a program and via the Interface bus to send and receive signals. The storage system can have various types of storage, including optical storage, magnetic storage, solid state storage and other permanent storage. The interface bus can be designed to modulate analog and / or digital signals and to send them to the various sensors and control devices or to receive them from them. The program can embody the methods disclosed herein, which enables the CPU to perform the steps of these methods and the ICE 12 to control. Instead of an ECU 78 can the automotive system 100 have different processor types to control the electronic logic, e.g. B. provide an embedded controller, an on-board computer or any processing module that could be used in a motor vehicle.

Das im Speichersystem gespeicherte Programm wird von außen über ein Kabel oder drahtlos übertragen. Außerhalb des Automobilsystems 10 ist es normalerweise als ein Computerprogrammprodukt sichtbar, das in der Technik auch als computerlesbares Medium oder maschinenlesbares Medium bezeichnet wird und als ein Computerprogrammcode zu verstehen ist, der sich auf einem Träger befindet, wobei der Träger in der Art ein flüchtig oder nichtflüchtig ist, mit der Konsequenz, dass das Computerprogrammprodukt als flüchtiger oder nichtflüchtig betrachtet werden kann.The program stored in the storage system is transmitted externally via a cable or wirelessly. Outside the automotive system 10 it is normally visible as a computer program product, also referred to in the art as a computer readable medium or machine readable medium, and is to be understood as a computer program code that is on a carrier, the carrier being a volatile or non-volatile type with which Consequence that the computer program product can be regarded as volatile or non-volatile.

Ein Beispiel für ein transitorisches Computerprogrammprodukt ist ein Signal, beispielsweise ein elektromagnetisches Signal, wie etwa ein optisches Signal, das ein transitorischer Träger für den Computerprogrammcode ist. Das Tragen eines solchen Computerprogrammcodes kann durch Modulieren des Signals durch eine herkömmliche Modulationstechnik, wie etwa QPSK für digitale Daten, erreicht werden, sodass dem transitorischen elektromagnetischen Signal binäre Daten, die den Computerprogrammcode darstellen, eingeprägt werden. Derartige Signale werden beispielsweise bei der drahtlosen Übertragung von Computerprogrammcode über eine Wi-Fi-Verbindung zu einem Laptop verwendet.An example of a transitory computer program product is a signal, for example an electromagnetic signal, such as an optical signal, which is a transitory carrier for the computer program code. Such a computer program code can be carried by modulating the signal by a conventional modulation technique, such as QPSK for digital data, so that binary data representing the computer program code is impressed on the transitory electromagnetic signal. Such signals are used, for example, in the wireless transmission of computer program code over a Wi-Fi connection to a laptop.

Im Falle eines nicht-transitorischen Computerprogrammprodukts ist der Computerprogrammcode in einem materiellen Speichermedium verkörpert. Das Speichermedium ist dann der oben erwähnte nicht-transitorische Träger, sodass der Computerprogrammcode dauerhaft oder nicht dauerhaft abrufbar in oder auf diesem Speichermedium gespeichert wird. Das Speichermedium kann von herkömmlicher Art sein, wie es in der Computertechnologie bekannt ist, wie etwa ein Flash-Speicher, ein Asic, eine CD oder dergleichen.In the case of a non-transitory computer program product, the computer program code is embodied in a material storage medium. The storage medium is then the non-transitory carrier mentioned above, so that the computer program code is stored permanently or not permanently available in or on this storage medium. The storage medium can be of a conventional type, as is known in computer technology, such as a flash memory, an Asic, a CD or the like.

Das ECU 78 kann Eingabesignale von diversen Sensoren empfangen, die so konfiguriert sind, um im Zusammenhang mit verschiedenen physikalischen Parametern bezogen auf das ICE 12 Signale zu erzeugen. Zu diesen Sensoren gehören ohne Einschränkung ein Luftmassen- und Temperatursensor 82, ein Krümmerdruck- und Temperatursensor 84, ein Brennkammerdrucksensor 86, ein Füllstands- und Temperatursensor für Kühlmittel und Öl 88, ein Kraftstoffverteilerdrucksensor 90, ein Nockenwellenpositionssensor 92, ein Kurbelwellenpositionssensor 94, einen Differenzdrucksensor 96, einen Abgastemperatursensor 98, einen AGR-Temperatursensor 100 und einen Gaspedalpositionssensor 102. Außerdem kann das ECU 78 Ausgabesignale für verschiedene Steuervorrichtungen erzeugen, zu deren Aufgabe die Steuerung des Betriebs des ICE 12 gehört, darunter ohne Einschränkung Verbrennungsraftstoffeinspritzdüsen 26, Drosselklappen 48, AGR-Ventile 72, 76 VGT-Stellglied 60, Nockenversteller 42 und Nachbehandlungseinspritzventil 104. Zu beachten ist, dass die Kommunikation zwischen dem ECU 78 und den verschiedenen Sensoren und Geräten durch gestrichelte Linien dargestellt wird, zur besseren Übersicht werden einige jedoch unterdrückt.The ECU 78 can receive input signals from various sensors that are configured to be related to various physical parameters related to the ICE 12 Generate signals. These sensors include an air mass and temperature sensor without restriction 82 , a manifold pressure and temperature sensor 84 , a combustion chamber pressure sensor 86 , a level and temperature sensor for coolant and oil 88 , a fuel rail pressure sensor 90 , a camshaft position sensor 92 , a crankshaft position sensor 94 , a differential pressure sensor 96 , an exhaust gas temperature sensor 98 , an EGR temperature sensor 100 and an accelerator pedal position sensor 102 , In addition, the ECU 78 Generate output signals for various control devices, the task of which is to control the operation of the ICE 12 heard, including without limitation combustion fuel injectors 26 , Throttle valves 48 , EGR valves 72 . 76 VGT actuator 60 , Cam adjuster 42 and aftertreatment injector 104 , It should be noted that the communication between the ECU 78 and the various sensors and devices is shown by dashed lines, but some are suppressed for a better overview.

Unter Bezugnahme auf 3 wird nun ein Nachbehandlungssystem 300 gemäß der vorliegenden Offenbarung näher beschrieben. Es ist zu beachten, dass das Nachbehandlungssystem 300 die Komponenten und die Konfiguration der Architektur für das in 1 dargestellte Nachbehandlungssystem 62 näher beschreibt. Das Nachbehandlungssystem 300 beinhaltet einen ersten Rohrabschnitt 302 mit einem ersten Ende in Fluidverbindung mit dem Abgaskrümmer 58 (dargestellt in 1) und einem zweiten Ende in Fluidverbindung mit einem Einlass 304 einer ersten Nachbehandlungsvorrichtung 306. In der in 3 dargestellten Ausführungsform ist die erste Nachbehandlungsvorrichtung ein Nox-Speicherkatalysator (LNT)-Filter 306. Der LNT-Filter 306 ist ein Katalysatorsystem, das entwickelt wurde, um sowohl Feinstaub (PM) als auch Stickoxide (Nox) in einer einzigen Einheit zu verringern. Weitere Einzelheiten des LNT-Filters sind nachstehend aufgeführt. Mehrere Sensoren 310, 312, 314 sind am Einlass 304 angeordnet und mehrere Sensoren 316, 318, 320 sind am Auslass 322 der ersten Nachbehandlungsvorrichtung 306 angeordnet und stellen Sensorsignale an das ECU 78 zum Steuern des Nachbehandlungssystems 300 bereit. Diese Sensoren beinhalten Sauerstoff-/NOx-Sensoren (auch bekannt als Lambdasonden) 310, 320, Abgastemperatursensoren 312, 318 und Differenzdrucksensoren 314, 316.With reference to 3 now becomes an aftertreatment system 300 according to the present disclosure. It should be noted that the aftertreatment system 300 the components and the configuration of the architecture for the in 1 shown aftertreatment system 62 describes in more detail. The aftertreatment system 300 includes a first pipe section 302 with a first end in fluid communication with the exhaust manifold 58 (shown in 1 ) and a second end in fluid communication with an inlet 304 a first aftertreatment device 306 , In the in 3 In the illustrated embodiment, the first aftertreatment device is a NOx storage catalyst (LNT) filter 306 , The LNT filter 306 is a catalyst system designed to reduce both particulate matter (PM) and nitrogen oxide (NOx) in a single unit. Further details of the LNT filter are listed below. Multiple sensors 310 . 312 . 314 are at the entrance 304 arranged and several sensors 316 . 318 . 320 are at the outlet 322 the first aftertreatment device 306 arranged and provide sensor signals to the ECU 78 to control the aftertreatment system 300 ready. These sensors include oxygen / NOx sensors (also known as lambda sensors) 310 , 320, exhaust gas temperature sensors 312 . 318 and differential pressure sensors 314 . 316 ,

Eine erste AT (Nachbehandlungs)-Einspritzdüse 308 ist konfiguriert, um Kohlenwasserstoff (HC)-Kraftstoff in den Abgasstrom stromabwärts des Abgaskrümmers und unabhängig von den Kraftstoffeinspritzdüsen 26 des Verbrennungsmotors 12 einzuspritzen. Wie hierin veranschaulicht, befindet sich die erste AT-Einspritzung 308 im ersten Rohrabschnitt 302 stromabwärts des Turboladers 50. Ein Fachmann sollte jedoch verstehen, dass sich die erste AT-Kraftstoffeinspritzdüse 308 im Abgassystem stromaufwärts des Turboladers 50 befinden kann. Das ECU 78 steht in Verbindung mit der ersten AT Einspritzdüse 308 zum präzisen Steuern von HC Einspritzungen in das Nachbehandlungssystem 300. Im Allgemeinen weist die AT-Kraftstoffeinspritzdüse 308 ähnliche Komponenten und Funktionen auf wie die Verbrennungseinspritzdüsen 26, mit der Ausnahme, dass sie für den Betrieb mit einem niedrigeren Betriebsdruck vorgesehen ist. Die Implementierung einer dedizierten AT-Kraftstoffeinspritzdüse anstelle einer Nacheinspritzstrategie mit den Einspritzdüsen 26 bringt mehrere entscheidende Vorteile zur Reduzierung von Feinstaub und NOx-Produktion. Die Steuerung der HC-Nachbehandlung unabhängig von Verbrennungseinspritzungen beseitigt jede praktische Einschränkung des Betriebsbereichs, die ansonsten bei Strategien mit hohem Einspritzanteil nach der Einspritzung erforderlich ist. Somit können die HC-Emissionen durch Erhöhen der Fettgemisch-Spitzenfrequenz und der Anzahl der Einspritzungen unabhängig von den Verbrennungsbedingungen kontrolliert werden. Darüber hinaus kann die AT-Kraftstoffeinspritzdüse in Kombination mit mehreren Nacheinspritzungen verwendet werden, um die Möglichkeit einer Ölverdünnung zu reduzieren.A first AT (post-treatment) injection nozzle 308 is configured to add hydrocarbon (HC) fuel into the exhaust stream downstream of the exhaust manifold and independently of the fuel injectors 26 of the internal combustion engine 12 inject. As illustrated herein, the first AT injection is located 308 in the first pipe section 302 downstream of the turbocharger 50 , However, one skilled in the art should understand that this is the first AT fuel injector 308 in the exhaust system upstream of the turbocharger 50 can be located. The ECU 78 is connected to the first AT injector 308 for precise control of HC injections in the aftertreatment system 300 , Generally, the AT fuel injector has 308 similar components and functions as the combustion injectors 26 , except that it is designed to operate at a lower operating pressure. The implementation of a dedicated AT fuel injector instead of a post-injection strategy with the injectors 26 brings several decisive advantages for reducing fine dust and NOx production. Controlling the HC aftertreatment independently of combustion injections eliminates any practical operating range limitation that would otherwise be required in high injection post-injection strategies. Thus, HC emissions can be controlled by increasing the peak fat mixture frequency and the number of injections regardless of the combustion conditions. In addition, the AT fuel injector can be used in combination with multiple post-injections to reduce the possibility of oil dilution.

Das Nachbehandlungssystem 300 beinhaltet einen zweiten Rohrabschnitt 324 mit einem ersten Ende in Fluidverbindung mit einem Auslass 322 des Mager-NOx-Einfangfilters 306 und einem zweiten Ende in Fluidverbindung mit einem Einlass 326 einer zweiten Nachbehandlungsvorrichtung 328. In der in 3 dargestellten Ausführungsform ist die zweite Nachbehandlungsvorrichtung 328 eine selektive katalytische Reduktions-(SCR)-Einheit. Eine zweite AT-Einspritzdüse 330 ist konfiguriert, um Dieselabgasfluid oder Harnstoff (DEF) in den Abgasstrom stromabwärts der ersten Nachbehandlungsvorrichtung 306 einzuspritzen. Das ECU 78 steht in Verbindung mit der zweiten AT Einspritzdüse 330 zum präzisen Steuern von DEF Einspritzungen in das Nachbehandlungssystem 300. Ein Sauerstoff/NOx-Sensor (auch bekannt als Lambdasonde) 332 ist am Auslass 334 der zweiten Nachbehandlungsvorrichtung 328 positioniert und stellt Sensorsignale an das ECU 78 zum Steuern des Nachbehandlungssystems 300 bereit. Das Nachbehandlungssystem 300 beinhaltet einen dritten Rohrabschnitt 336 mit einem ersten Ende in Fluidverbindung mit dem Auslass 334 der zweiten Nachbehandlungsvorrichtung 328. Der LP-AGR-Kreislauf 74 (dargestellt in 1) steht in Fluidverbindung mit dem zweiten Rohrabschnitt 324, um einen Teil des Abgases, das durch ihn hindurch zum Einlasskrümmer 44 geleitet wird, wie zuvor beschrieben, rückzuführen.The aftertreatment system 300 includes a second pipe section 324 with a first end in fluid communication with an outlet 322 of lean NOx trap filter 306 and a second end in fluid communication with an inlet 326 a second aftertreatment device 328 , In the in 3 The embodiment shown is the second aftertreatment device 328 a selective catalytic reduction (SCR) unit. A second AT injector 330 is configured to introduce diesel exhaust fluid or urea (DEF) into the exhaust stream downstream of the first aftertreatment device 306 inject. The ECU 78 is connected to the second AT injector 330 for precise control of DEF injections in the aftertreatment system 300 , An oxygen / NOx sensor (also known as a lambda sensor) 332 is at the outlet 334 the second aftertreatment device 328 positions and provides sensor signals to the ECU 78 to control the aftertreatment system 300 ready. The aftertreatment system 300 includes a third pipe section 336 with a first end in fluid communication with the outlet 334 the second aftertreatment device 328 , The LP-EGR cycle 74 (shown in 1 ) is in fluid communication with the second pipe section 324 to some of the exhaust gas that passes through it to the intake manifold 44 is routed as previously described.

Unter Bezugnahme auf 4 wird nun ein Nachbehandlungssystem 400 gemäß der vorliegenden Offenbarung näher beschrieben. Es ist zu beachten, dass das Nachbehandlungssystem 400 die Komponenten und die Konfiguration der Architektur für das in 1 dargestellte Nachbehandlungssystem 62 näher beschreibt. Das Nachbehandlungssystem 400 beinhaltet einen ersten Rohrabschnitt 402 mit einem ersten Ende in Fluidverbindung mit dem Abgaskrümmer 58 (dargestellt in 1) und einem zweiten Ende in Fluidverbindung mit einem Einlass 404 einer ersten Nachbehandlungsvorrichtung 406. In der in 4 dargestellten Ausführungsform ist die erste Nachbehandlungsvorrichtung 406 eine Multifunktions-Nachbehandlungsvorrichtung mit einem Dieseloxidationskatalysator-(DOC)-Abschnitt 406.1 stromaufwärts eines Mager-NOx-Filters (LNT) 406.2. Mehrere Sensoren 410, 412, 414 sind am Einlass 404 angeordnet und mehrere Sensoren 416, 418, 420 sind am Auslass 422 der ersten Nachbehandlungsvorrichtung 406 angeordnet und stellen Sensorsignale an das ECU 78 zum Steuern des Nachbehandlungssystems 400 bereit. Diese Sensoren beinhalten Sauerstoff-/NOx-Sensoren (auch bekannt als Lambdasonden) 410, 420, Abgastemperatursensoren 412, 418 und Differenzdrucksensoren 414, 416.With reference to 4 now becomes an aftertreatment system 400 according to the present disclosure. It should be noted that the aftertreatment system 400 the components and the configuration of the architecture for the in 1 shown aftertreatment system 62 describes in more detail. The aftertreatment system 400 includes a first pipe section 402 with a first end in fluid communication with the exhaust manifold 58 (shown in 1 ) and a second end in fluid communication with an inlet 404 a first aftertreatment device 406 , In the in 4 The embodiment shown is the first aftertreatment device 406 a multi-function aftertreatment device with a diesel oxidation catalyst (DOC) section 406.1 upstream of a lean NOx filter (LNT) 406.2 , Multiple sensors 410 . 412 . 414 are at the entrance 404 arranged and several sensors 416 . 418 . 420 are at the outlet 422 the first aftertreatment device 406 arranged and provide sensor signals to the ECU 78 to control the aftertreatment system 400 ready. These sensors include oxygen / NOx sensors (also known as lambda sensors) 410 . 420 , Exhaust gas temperature sensors 412 . 418 and differential pressure sensors 414 . 416 ,

Eine erste AT (Nachbehandlungs)-Einspritzdüse 408 ist konfiguriert, um Kohlenwasserstoff (HC)-Kraftstoff in den Abgasstrom stromabwärts des Abgaskrümmers und unabhängig von den Kraftstoffeinspritzdüsen 26 des Verbrennungsmotors 12 einzuspritzen. Wie hierin veranschaulicht, befindet sich die erste AT-Einspritzung 408 im ersten Rohrabschnitt 402 stromabwärts des Turboladers 50. Ein Fachmann sollte jedoch verstehen, dass sich die erste AT-Einspritzdüse 408 im Abgassystem stromaufwärts des Turboladers 50 befinden kann. Das ECU 78 steht in Verbindung mit der ersten AT Einspritzdüse 408 zum präzisen Steuern von HC Einspritzungen in das Nachbehandlungssystem 400.A first AT (post-treatment) injection nozzle 408 is configured to add hydrocarbon (HC) fuel into the exhaust stream downstream of the exhaust manifold and independently of the fuel injectors 26 of the internal combustion engine 12 inject. As illustrated herein, the first AT injection is located 408 in the first pipe section 402 downstream of the turbocharger 50 , However, one skilled in the art should understand that this is the first AT injector 408 in the exhaust system upstream of the turbocharger 50 can be located. The ECU 78 is connected to the first AT injector 408 for precise control of HC injections in the aftertreatment system 400 ,

Das Nachbehandlungssystem 400 beinhaltet einen zweiten Rohrabschnitt 424 mit einem ersten Ende in Fluidverbindung mit einem Auslass 422 der ersten Nachbehandlungsvorrichtung 406 und einem zweiten Ende in Fluidverbindung mit einem Einlass 426 einer zweiten Nachbehandlungsvorrichtung 428. In der in 4 dargestellten Ausführungsform ist die zweite Nachbehandlungsvorrichtung 428 eine selektive katalytische Reduktions-(SCR)-Einheit. Eine zweite AT-Einspritzdüse 430 ist konfiguriert, um Dieselabgasfluid oder Harnstoff (DEF) in den Abgasstrom stromabwärts der ersten Nachbehandlungsvorrichtung 406 einzuspritzen. Das ECU 78 steht in Verbindung mit der zweiten AT Einspritzdüse 430 zum präzisen Steuern von DEF Einspritzungen in das Nachbehandlungssystem 400. Ein Sauerstoff/NOx-Sensor (auch bekannt als Lambdasonde) 432 ist am Auslass 434 der zweiten Nachbehandlungsvorrichtung 428 positioniert und stellt Sensorsignale an das ECU 78 zum Steuern des Nachbehandlungssystems 400 bereit. Das Nachbehandlungssystem 400 beinhaltet einen dritten Rohrabschnitt 436 mit einem ersten Ende in Fluidverbindung mit dem Auslass 434 der zweiten Nachbehandlungsvorrichtung 428. Der LP-AGR-Kreislauf 74 (dargestellt in 1) steht in Fluidverbindung mit dem zweiten Rohrabschnitt 424, um einen Teil des Abgases, das durch ihn hindurch zum Einlasskrümmer 44 geleitet wird, wie zuvor beschrieben, rückzuführen.The aftertreatment system 400 includes a second pipe section 424 with a first end in fluid communication with an outlet 422 the first aftertreatment device 406 and a second end in fluid communication with an inlet 426 a second aftertreatment device 428 , In the in 4 The embodiment shown is the second aftertreatment device 428 a selective catalytic reduction (SCR) unit. A second AT injector 430 is configured to introduce diesel exhaust fluid or urea (DEF) into the exhaust stream downstream of the first aftertreatment device 406 inject. The ECU 78 is connected to the second AT injector 430 for precise control of DEF injections in the aftertreatment system 400 , An oxygen / NOx sensor (also known as a lambda sensor) 432 is at the outlet 434 The second aftertreatment device 428 positions and provides sensor signals to the ECU 78 to control the aftertreatment system 400 ready. The aftertreatment system 400 includes a third pipe section 436 with a first end in fluid communication with the outlet 434 the second aftertreatment device 428 , The LP-EGR cycle 74 (shown in 1 ) is in fluid communication with the second pipe section 424 to some of the exhaust gas that passes through it to the intake manifold 44 is routed as previously described.

Die im Nachbehandlungssystem 300 verwendete SCR-Einheit 328 und der Dieseloxidationskatalysatorabschnitt 406.1 und die im vorstehend beschriebenen Nachbehandlungssystem 400 verwendete SCR-Einheit 428 werden mit herkömmlicher Technologie zur selektiven katalytischen Reduktion und Oxidation von Verbindungen mit reduzierendem Charakter, wie beispielsweise Kohlenwasserstoffen und Sulfatpartikeln, angepasst. Somit wird auf die weitere Erläuterung der Substrate, katalytischen Behandlungen und Regenerationsprozesse hierin nicht weiter eingegangen.The one in the aftertreatment system 300 SCR unit used 328 and the diesel oxidation catalyst section 406.1 and those in the after-treatment system described above 400 SCR unit used 428 are adapted with conventional technology for the selective catalytic reduction and oxidation of compounds with a reducing character, such as hydrocarbons and sulfate particles. The further explanation of the substrates, catalytic treatments and regeneration processes is therefore not further discussed here.

Unter Bezugnahme auf 5 beinhaltet ein Mager-NOx-Einfang- (LNT)-Filter 500, dargestellt durch 306 im Nachbehandlungssystem 300 und 406.2 im Nachbehandlungssystem 400, ein Gehäuse 502 mit einem Einlass 504 und einem Auslass 506. Das Gehäuse umschließt ein poröses Substrat 508 mit Einlassströmungskanälen 5 10i, die mit Auslassströmungskanälen 510o überlappt sind, die durch das poröse Substrat 508 begrenzt sind. In dieser Hinsicht ist ein Einlassströmungskanal 510i an einem Ende 512 angrenzend an den Einlass 504 offen und durch einen Stopfen 514 an einem Ende 516 angrenzend an den Auslass 506 blockiert. Umgekehrt wird ein Auslassströmungskanal 510o durch einen Stopfen 518 am Ende 512 angrenzend an den Einlass 504 blockiert und am Ende 516 angrenzend an den Auslass 506 geöffnet. Die Stopfen 514, 518 sind wesentlich weniger porös als das poröse Substrat 508, um sicherzustellen, dass das Abgas nicht hindurchströmen kann.With reference to 5 includes a lean NOx trap (LNT) filter 500 , represented by 306 in the aftertreatment system 300 and 406.2 in the aftertreatment system 400 , a housing 502 with an inlet 504 and an outlet 506 , The housing encloses a porous substrate 508 with inlet flow channels 5 10i that with outlet flow channels 510o are overlapped by the porous substrate 508 are limited. In this regard is an inlet flow channel 510i at one end 512 adjacent to the inlet 504 open and through a stopper 514 at one end 516 adjacent to the outlet 506 blocked. An outlet flow channel is reversed 510o through a stopper 518 at the end 512 adjacent to the inlet 504 blocked and in the end 516 adjacent to the outlet 506 open. The stoppers 514 . 518 are much less porous than the porous substrate 508 to ensure that the exhaust gas cannot flow through.

Wie in den 5 und 6A dargestellt, tritt das durch den LNT-Filter 500 strömende Abgas AG in einen Einströmungskanal 510i ein und wird durch das poröse Substrat 508 und in einen Ausströmungskanal 510o gedrückt. Abhängig von den darin enthaltenen Differenzdrücken kann das Abgas durch mehr als einen Einlasskanal und/oder einen Auslasskanal strömen. Unter Bezugnahme auf 6B bildet das poröse Substrat 508 die Substratwände 520 und die inneren Porenoberflächen 522 mit einer Vielzahl von inneren Poren 524, die gewundene Durchgänge zwischen den Substratwänden 520 definieren. Das poröse Substrat 508 ist mit einem passiven NOx-Adsorptionskatalysator 526 beschichtet, sodass die Substratwände 520 und die inneren Porenoberflächen 522 eine freiliegende Katalysatorschicht aufweisen. Die herkömmliche säurebasierte Washcoat-Chemie für einen passiven NOx-Adsorptionskatalysator (z. B. Katalysatoren auf Zeolithbasis und/oder Alkali-/Alkalioxidbestandteile) kann als Katalysator 526 verwendet werden, um NOx unter niedrigeren Temperaturbedingungen, wie beispielsweise bei Fahrzeugkaltstarts, zu adsorbieren und NOx freizusetzen, wenn die Temperatur des Abgases steigt, ohne dass ein fetter Regenerationszyklus erforderlich ist. Andere passive oder teilweise aktive NOx-Adsorptionskatalysatoren, die zum Steuern der NOx-Emissionen bei Kaltstart und Niedertemperatur wirksam sind, können als Katalysator 526 in der vorliegenden Offenbarung implementiert werden.As in the 5 and 6A shown, this occurs through the LNT filter 500 flowing exhaust gas AG in an inflow channel 510i one and is through the porous substrate 508 and into an outflow channel 510o pressed. Depending on the differential pressures contained therein, the exhaust gas can flow through more than one inlet duct and / or one outlet duct. With reference to 6B forms the porous substrate 508 the substrate walls 520 and the inner pore surfaces 522 with a variety of internal pores 524 , the tortuous passages between the substrate walls 520 define. The porous substrate 508 is with a passive NOx adsorption catalyst 526 coated so that the substrate walls 520 and the inner pore surfaces 522 have an exposed catalyst layer. The conventional acid-based washcoat chemistry for a passive NOx adsorption catalyst (e.g. zeolite-based catalysts and / or alkali / alkali oxide components) can be used as a catalyst 526 can be used to adsorb NOx under lower temperature conditions, such as vehicle cold starts, and release NOx when the temperature of the exhaust gas rises without requiring a rich regeneration cycle. Other passive or partially active NOx adsorption catalysts that are effective to control NOx emissions during cold start and low temperature can act as a catalyst 526 implemented in the present disclosure.

In einer Ausführungsform bleibt die Konzentration des Katalysators 526 auf dem Substrat 508 in Abgasströmungsrichtung über die Länge des Substrats 508 im Wesentlichen konstant, sodass es im Allgemeinen gleichmäßig beschichtet ist. In einer alternativen Ausführungsform kann die Konzentration des Katalysators 526 auf dem Substrat 508 in der Abgasströmungsrichtung über die Länge des Substrats 508 variiert werden, wobei diese unterschiedlichen Zonen basierend auf der Katalysatorkonzentration in jedem Bereich des Substrats 508 definiert sind. Mit anderen Worten, ist das Substrat zonenbeschichtet, um die Regeneration des Dieselpartikelfilters in dieser alternativen Ausführungsform zu fördern.In one embodiment, the concentration of the catalyst remains 526 on the substrate 508 in the exhaust gas flow direction over the length of the substrate 508 essentially constant so that it is generally evenly coated. In an alternative embodiment, the concentration of the catalyst 526 on the substrate 508 in the exhaust gas flow direction over the length of the substrate 508 are varied, these different zones based on the catalyst concentration in each region of the substrate 508 are defined. In other words, the substrate is zone coated to promote regeneration of the diesel particulate filter in this alternative embodiment.

Das Material des porösen Substrats 508 wird ausgewählt, um Partikel in den Abgasen mit einem aerodynamischen Durchmesser im Bereich von etwa 10 bis 20 Mikrometern zu filtern (µm), was im Allgemeinen der Sekundärkorngröße der Partikel entspricht. Partikel in den Abgasen mit einem aerodynamischen Durchmesser größer als etwa 20 µm werden an der Schnittstelle der Substratwand 520 gefiltert, d. h. in den Einlassströmungskanälen 510i eingeschlossen. Partikel mit einem aerodynamischen Durchmesser von weniger als etwa 10 µm durchlaufen die inneren Poren 524 des Substrats 508. Die Abscheidung des Katalysators 526 auf der inneren Porenoberfläche 522 sollte bei der Auswahl des Materials für das poröse Substrat mit Hinblick auf die vorgenannte Filterfunktion berücksichtigt werden. In dieser Hinsicht ist die mittlere Porosität des beschichteten Substrats nicht größer als eine Sekundärkorngröße der Partikel.The material of the porous substrate 508 is selected to filter (µm) particles in the exhaust gases with an aerodynamic diameter in the range of about 10 to 20 micrometers, which generally corresponds to the secondary grain size of the particles. Particles in the exhaust gases with an aerodynamic diameter larger than about 20 µm are at the interface of the substrate wall 520 filtered, ie in the inlet flow channels 510i locked in. Particles with an aerodynamic diameter of less than about 10 µm pass through the inner pores 524 of the substrate 508 , The deposition of the catalyst 526 on the inner pore surface 522 should be taken into account when selecting the material for the porous substrate with regard to the aforementioned filter function. In this regard, the average porosity of the coated substrate is no greater than a secondary grain size of the particles.

Unter Bezugnahme auf die 6A und 6B im Kontext der 3 und 4 tritt das Abgas EG am Einlassende 512 in den LNT-Filter 500 ein und wird in die Einlassströmungskanäle 510i geleitet (einer davon ist dargestellt). Ein Kohlenwasserstoffkraftstoff kann mit der ersten AT-Einspritzdüse 308, 408 basierend auf der chemischen Zusammensetzung des Abgas EG und der gewünschten Stöchiometrie für die erste Nachbehandlungsvorrichtung 306, 406 in das Abgas EG eingespritzt werden, um sowohl Feinstaub- als auch NOx-Reduktion zu fördern. Durch die Verwendung einer dedizierten Einspritzdüse kann ein höherer NOx-Umwandlungswirkungsgrad erreicht werden, ohne dass eine mögliche Einschränkung im Vergleich zu herkömmlichen Strategien nach der Einspritzung auftritt. Ebenso können Kohlenwasserstoffemissionen kontrolliert werden, indem die Fettgemisch-Spitzenfrequenz und die Anzahl der Einspritzungen mit einer dedizierten Einspritzdüse erhöht werden, unabhängig von Kraftstoffeinspritzungen für die Verbrennung. Des Weiteren kann die Verwendung einer dedizierten Einspritzdüse in Kombination mit mehreren Nacheinspritzungen die Ölverdünnung reduzieren, die bei einigen herkömmlichen Strategien mit hohem Einspritzanteil nach der Einspritzung auftritt.With reference to the 6A and 6B in the context of 3 and 4 Exhaust EG occurs at the inlet end 512 into the LNT filter 500 one and gets into the inlet flow channels 510i directed (one of which is shown). A hydrocarbon fuel can be used with the first AT injector 308 . 408 based on the chemical composition of the exhaust gas EG and the desired stoichiometry for the first aftertreatment device 306 . 406 be injected into the exhaust gas EG to promote both fine dust and NOx reduction. By using a dedicated injector, higher NOx conversion efficiency can be achieved without any potential limitation compared to conventional post-injection strategies. Hydrocarbon emissions can also be controlled by increasing the peak fat mixture frequency and number of injections with a dedicated injector, regardless of fuel injections for combustion. Furthermore, using a dedicated injector in combination with multiple post-injections can reduce the oil dilution that occurs in some conventional high-injection strategies after injection.

Der Verlauf von Feinstaub PMc (>20 µm) im Abgas EG ist an der Substratwand 520 blockiert. Der feinere Feinstaub PMF (10-20 µm) im Abgas wird in den inneren Poren 524 des porösen Substrats 508 eingeschlossen. Darüber hinaus adsorbiert der auf den Substratwänden 520 und den inneren Porenflächen 522 abgeschiedene Katalysator 526 NOx im Abgas unter Kaltstart-/Niedrigtemperatur-Betriebsbedingungen. Ein behandeltes Abgas, aus dem Feinstaub gefiltert wurde und eine Reduzierung der NOx-Konzentration im Abgas EG unter Kaltstart-/Niedrigtemperatur-Betriebsbedingungen erreicht wurde, wird über den Auslass 506 stromabwärts abgegeben. Bei herkömmlichen Motorbetriebstemperaturen kehrt eine thermische Reaktion die NOx-Adsorption am Katalysator 526 um. Somit wird NOx, das in der ersten Nachbehandlungsvorrichtung 306, 406 eingeschlossen ist, durch die zweite Nachbehandlungsvorrichtung 328, 428 geleitet. Da sich das Nachbehandlungssystem bei herkömmlichen Motorbetriebstemperaturen befindet, wirkt die SCR-Einheit 328, 428 bei der Reduzierung und Oxidation von NOx und anderen Verbrennungsnebenprodukten im behandelten Abgas TEG.The course of fine dust PMc (> 20 µm) in the exhaust gas EG is on the substrate wall 520 blocked. The finer fine dust PM F (10-20 µm) in the exhaust gas is in the inner pores 524 of the porous substrate 508 locked in. In addition, it adsorbs on the substrate walls 520 and the inner pore surfaces 522 deposited catalyst 526 NOx in the exhaust gas under cold start / low temperature operating conditions. A treated exhaust gas from which fine dust has been filtered and a reduction in the NOx concentration in the exhaust gas EG under cold start / low temperature operating conditions has been achieved is via the outlet 506 delivered downstream. At conventional engine operating temperatures, a thermal reaction reverses NOx adsorption on the catalyst 526 around. Thus, NOx that is in the first aftertreatment device 306 . 406 is included by the second aftertreatment device 328 . 428 directed. Since the aftertreatment system is at conventional engine operating temperatures, the SCR unit works 328 . 428 in the reduction and oxidation of NOx and other combustion by-products in the treated exhaust gas TEG.

Durch den Einsatz eines LNT-Filters in Kombination mit einer SCR-Einheit wirkt das Nachbehandlungssystem 300, 400 über einen weiten Temperaturbereich von etwa 100 °C bis über 400 °C. Wie derzeit bevorzugt, ist die erste Nachbehandlungsvorrichtung 306, 406 so konfiguriert, dass sie einen NOx-Umwandlungswirkungsgrad von mehr als 40 % in einem ersten Temperaturbereich zwischen etwa 100 °C und 300 °C aufweist und die zweite Nachbehandlungsvorrichtung 328, 428 ist so konfiguriert, dass sie einen NOx-Umwandlungswirkungsgrad von mehr als 55 % in einem zweiten Temperaturbereich zwischen etwa 200 °C und 450 °C aufweist. Der LNT-Filter 306. 406.2 kann gleichzeitig Partikel und NOx in einer einzigen Einheit mit einem kleineren Katalysatorvolumen reduzieren als ein System mit separatem Mager-NOx-Filter und Dieselpartikelfilter. Der LNT-Filter 306, 406.2 ist ebenfalls vorteilhaft im Vergleich zu anderen Vorrichtungen, da der darin verwendete Katalysator nicht mit Platingruppenmetallen (PGMs) kollidiert, die ansonsten den in einer Einheit mit selektiven Katalysatorreduktionsfilter-(SCRF)-Einheiten verwendeten Katalysator vergiften würden. Darüber hinaus sieht die Konfiguration eines LNT-Filters 306, 406.2 getrennt von der SCR-Einheit 328, 428 einen Schutz vor Beschädigungen der DEF-Einspritzdüsenanordnung 330, 430 aufgrund von Übertemperaturbedingungen vor.The aftertreatment system works by using an LNT filter in combination with an SCR unit 300 . 400 over a wide temperature range from about 100 ° C to over 400 ° C. As is currently preferred, the first post-treatment device is 306 . 406 configured to have a NOx conversion efficiency of more than 40% in a first temperature range between about 100 ° C and 300 ° C and the second aftertreatment device 328 . 428 is configured to have a NOx conversion efficiency greater than 55% in a second temperature range between about 200 ° C and 450 ° C. The LNT filter 306 , 406.2 can simultaneously reduce particulates and NOx in a single unit with a smaller catalyst volume than a system with a separate lean NOx filter and diesel particulate filter. The LNT filter 306 . 406.2 is also advantageous compared to other devices in that the catalyst used therein does not collide with platinum group metals (PGMs) which would otherwise poison the catalyst used in a selective catalyst reduction filter (SCRF) unit. It also sees the configuration of an LNT filter 306 . 406.2 separate from the SCR unit 328 . 428 protection against damage to the DEF injector assembly 330 . 430 due to overtemperature conditions.

Während mindestens eine exemplarische Ausführungsform in der vorstehenden ausführlichen Beschreibung dargestellt wurde, versteht es sich, dass es eine große Anzahl an Varianten gibt. Es versteht sich weiterhin, dass die exemplarische Ausführungsform oder die exemplarischen Ausführungsformen lediglich Beispiele sind und den Umfang, die Anwendbarkeit oder die Konfiguration dieser Offenbarung in keiner Weise einschränken sollen. Die vorstehende ausführliche Beschreibung stellt Fachleuten auf dem Gebiet vielmehr einen zweckmäßigen Plan zur Implementierung der exemplarischen Ausführungsform bzw. der exemplarischen Ausführungsformen zur Verfügung. Es versteht sich, dass verschiedene Veränderungen an der Funktion und der Anordnung von Elementen vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der Offenbarung, wie er in den beigefügten Ansprüchen und deren rechtlichen Entsprechungen aufgeführt ist, abzuweichen.While at least one exemplary embodiment has been presented in the foregoing detailed description, it is to be understood that there are a large number of variations. It is further understood that the exemplary embodiment or exemplary embodiments are merely examples and are not intended to limit the scope, applicability, or configuration of this disclosure in any way. Rather, the foregoing detailed description will provide those skilled in the art with a convenient road map for implementing the exemplary embodiment (s). It is understood that various changes in the function and arrangement of elements can be made without departing from the scope of the disclosure as set forth in the appended claims and their legal equivalents.

Claims (10)

Nachbehandlungssystem für einen Abgasstrom eines Verbrennungsmotors mit einem Abgaskrümmer, wobei die Nachbehandlungsvorrichtung Folgendes umfasst: einen ersten Rohrabschnitt, der so konfiguriert ist, dass er in Fluidverbindung mit dem Abgaskrümmer steht; eine erste Nachbehandlungsvorrichtung, die ein Gehäuse mit einem Einlass und einem Auslass beinhaltet, ein poröses Substrat mit Substratwänden, die eine Vielzahl von darin gebildeten Strömungskanälen definieren, einschließlich erster Kanäle, die an einem ersten Ende des Substrats blockiert sind, und zweiter Kanäle, die an einem zweiten Ende des Substrats gegenüber dem ersten Ende blockiert sind, worin die ersten und zweiten Kanäle verschachtelt sind und die inneren Porenoberflächen in dem porösen Substrat eine Vielzahl von inneren Poren bilden, die gewundene Durchgänge zwischen den Substratwänden definieren, und einen passiven NOx-Adsorptionskatalysator, der auf den Substratwänden und den inneren Porenoberflächen abgeschieden ist, sodass die mittlere Porosität des porösen Substrats nicht größer als eine Sekundärkorngröße der Feinstaubpartikel ist; eine zweite Nachbehandlungsvorrichtung mit einem Einlass in Fluidverbindung mit dem Auslass der ersten Nachbehandlungsvorrichtung.An aftertreatment system for an exhaust gas flow of an internal combustion engine having an exhaust manifold, the aftertreatment device comprising: a first pipe section configured to be in fluid communication with the exhaust manifold; a first aftertreatment device that includes a housing having an inlet and an outlet, a porous substrate with substrate walls that define a plurality of flow channels formed therein, including first channels that are blocked at a first end of the substrate and second channels that are on a second end of the substrate is blocked from the first end, wherein the first and second channels are interleaved and the inner pore surfaces in the porous substrate form a plurality of inner pores that define tortuous passages between the substrate walls and a passive NOx adsorption catalyst, which is deposited on the substrate walls and the inner pore surfaces so that the mean porosity of the porous substrate is not greater than a secondary particle size of the fine dust particles; a second aftertreatment device an inlet in fluid communication with the outlet of the first aftertreatment device. Nachbehandlungssystem nach Anspruch 1, worin das poröse Substrat in der ersten Nachbehandlungsvorrichtung eine mittlere Porosität von nicht weniger als 10 µm und nicht mehr als 20 µm aufweist.Aftertreatment system after Claim 1 wherein the porous substrate in the first post-treatment device has an average porosity of not less than 10 µm and not more than 20 µm. Nachbehandlungssystem nach Anspruch 1, worin das poröse Substrat in der ersten Nachbehandlungsvorrichtung gleichmäßig mit dem Katalysator beschichtet ist, sodass die Konzentration des Katalysators auf dem Substrat in Abgasströmungsrichtung über die Länge des Substrats im Wesentlichen konstant bleibt.Aftertreatment system after Claim 1 wherein the porous substrate in the first aftertreatment device is evenly coated with the catalyst so that the concentration of the catalyst on the substrate in the exhaust gas flow direction remains substantially constant over the length of the substrate. Nachbehandlungssystem nach Anspruch 1, worin das poröse Substrat in der ersten Nachbehandlungsvorrichtung mit dem Katalysator so beschichtet ist, dass die Konzentration des Katalysators über die Länge des Substrats variiert, um unterschiedliche Zonen basierend auf der Katalysatorkonzentration in einem bestimmten Bereich des Substrats zu definieren.Aftertreatment system after Claim 1 wherein the porous substrate in the first aftertreatment device is coated with the catalyst such that the concentration of the catalyst varies along the length of the substrate to define different zones based on the catalyst concentration in a particular area of the substrate. Nachbehandlungssystem nach Anspruch 1, ferner umfassend einen Dieseloxidationskatalysatorabschnitt, der im Gehäuse zwischen dem Einlass und dem porösen Substrat angeordnet ist.Aftertreatment system after Claim 1 , further comprising a diesel oxidation catalyst section disposed in the housing between the inlet and the porous substrate. Nachbehandlungssystem nach Anspruch 1, ferner umfassend eine Kraftstoffeinspritzdüse, die konfiguriert ist, um einen Kohlenwasserstoffkraftstoff in das Nachbehandlungssystem stromabwärts des Abgaskrümmers und stromaufwärts der ersten Nachbehandlungsvorrichtung einzuspritzen.Aftertreatment system after Claim 1 further comprising a fuel injector configured to inject a hydrocarbon fuel into the aftertreatment system downstream of the exhaust manifold and upstream of the first aftertreatment device. Nachbehandlungssystem nach Anspruch 1, worin die zweite Nachbehandlungsvorrichtung eine selektive katalytische Reduktions-(SCR)-Einheit und eine Fluideinspritzdüse umfasst, die konfiguriert ist, um eine Dieselabgasflüssigkeit in das Nachbehandlungssystem stromabwärts der ersten Nachbehandlungsvorrichtung und stromaufwärts der SCR-Einheit einzuspritzen.Aftertreatment system after Claim 1 wherein the second aftertreatment device includes a selective catalytic reduction (SCR) unit and a fluid injector configured to inject diesel exhaust fluid into the aftertreatment system downstream of the first aftertreatment device and upstream of the SCR unit. Nachbehandlungssystem nach Anspruch 1, worin die erste Nachbehandlungsvorrichtung einen NOx-Umwandlungswirkungsgrad von mehr als 40 % in einem ersten Temperaturbereich zwischen etwa 100 °C und 300 °C und die zweite Nachbehandlungsvorrichtung einen NOx-Umwandlungswirkungsgrad von mehr als 55 % in einem zweiten Temperaturbereich zwischen etwa 200 °C und 450 °C aufweist.Aftertreatment system after Claim 1 wherein the first aftertreatment device has a NOx conversion efficiency greater than 40% in a first temperature range between about 100 ° C and 300 ° C and the second aftertreatment device has a NOx conversion efficiency greater than 55% in a second temperature range between about 200 ° C and 450 ° C. Nachbehandlungssystem nach Anspruch 1, ferner umfassend einen zweiten Rohrabschnitt mit einem ersten Ende in Fluidverbindung mit dem Auslass der ersten Nachbehandlungsvorrichtung und einem zweiten Ende in Fluidverbindung mit der SCR-Einheit, sodass der zweite Rohrabschnitt die ersten und zweiten Nachbehandlungsvorrichtung trennt.Aftertreatment system after Claim 1 , further comprising a second pipe section having a first end in fluid communication with the outlet of the first aftertreatment device and a second end in fluid communication with the SCR unit so that the second pipe section separates the first and second aftertreatment devices. Nachbehandlungssystem nach Anspruch 9, ferner umfassend einen Niederdruck-Abgasrückführkreislauf in Fluidverbindung mit dem zweiten Rohrabschnitt.Aftertreatment system after Claim 9 , further comprising a low pressure exhaust gas recirculation circuit in fluid communication with the second pipe section.
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