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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine mit einem beheizbaren Katalysator.
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Katalysatoren zur Reinigung von Abgasen, insbesondere einer Verbrennungskraftmaschine, sind bekannt. Katalysatoren dienen insbesondere einer Einhaltung gesetzlich vorgeschriebener Abgasemissionen von Kraftfahrzeugen und sind in der Verbrennungskraftmaschine in deren Abgasstrang angeordneter Abgasnachbehandlungseinheit enthalten. Die der Abgasnachbehandlungseinheit zugeordneten Komponenten, wie bspw. ein Partikelfilter und der Katalysator, sollen hierbei möglichst schnell nach insbesondere einem Kaltstart ihre so genannte Light-Off-Temperatur, welche einer zur Abgasreinigung notwendigen Mindestbetriebstemperatur der entsprechenden Komponente entspricht, erreichen, um eine effektive und möglichst vollständige Abgasnachbehandlung sicherzustellen.
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Damit die Komponente zügig auf ihre Mindestbetriebstemperatur gebracht werden kann, wird das aus der Verbrennungskraftmaschine strömende Abgas üblicherweise nach dem Kaltstart durch innermotorische Maßnahmen, wie bspw. eine optimierte Betriebsstrategie wie Massenstromerhöhung, eine Spätzündung, eine Anpassung von Parameter Gemischlage und/oder eine Optimierung der Ladungswechselorgane hinsichtlich der Restgasanteile der Verbrennung, Einblasen von Sekundärluft in den Abgasstrom vor dem Katalysator, und/oder außermotorische Maßnahmen, wie bspw. Einsatz von elektrisch beheizbaren Elementen, welche im Abgasstrom vor der entsprechenden Komponente angeordnet sind und den Abgasstrom beim Durchströmen erwärmen und die Wärme an die Komponente übertragen, auf eine entsprechende Temperatur, der Mindestbetriebstemperatur, gebracht, die eine Reinigung durch die entsprechende Komponente ermöglicht. Üblicherweise findet unterhalb der Mindestbetriebstemperatur der Komponente keine Nachbehandlung der Abgase statt.
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Eine weitere Maßnahme betrifft eine Vermischung der Abgase von Zylindern der Verbrennungskraftmaschine, die mit unterschiedlichen Verbrennungsluftverhältnissen betrieben wurden.
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So geht aus der Patentschrift
DE 10 2010 008 048 B4 ein Verfahren zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine mit einem elektrisch beheizbaren Katalysator hervor, wobei ein Teil der Zylinder mit einem fetten Gemisch und der übrige Teil der Zylinder mit einem mageren Gemisch betrieben werden. Jeder Teil der Zylinder weist einen ihm zugeordneten Katalysator auf, wobei eine Vermischung der Abgase der Zylinder erst stromab der Katalysatoren erfolgt. Stromab der Vermischung wiederum sind weiter zwei elektrisch beheizbare Katalysatoren seriell im Abgastrakt angeordnet, die vom stromauf gebildeten Abgasgemisch durchströmt werden.
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Der Patentschrift
DE 198 12 829 B4 ist ein Verfahren zum schnelleren Aufheizen eines Katalysators zu entnehmen, wobei zumindest einer der Zylinder, jedoch nicht die gesamte Anzahl Zylinder derart angedrosselt wird, dass sich ein stöchiometrisches oder fettes Luft-Kraftstoffverhältnis ergibt. Der Katalysator ist als elektrisch beheizbarer Katalysator ausgebildet.
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Die Offenlegungsschrift
DE 10 2008 023 394 A1 offenbart ein Verfahren für einen Katalysator einer Verbrennungskraftmaschine, wobei zur Reduzierung einer Einschaltzeit einer Heizvorrichtung eines elektrisch beheizbaren Katalysators ein Luftkraftstoffverhältnis der Verbrennungskraftmaschine stöchiometrisch oder mager gewählt wird.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine mit einem beheizbaren Katalysator anzugeben.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine mit einem beheizbaren Katalysator mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben.
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Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine mit einem beheizbaren Katalysator, ist für eine Verbrennungskraftmaschine vorgesehen, die zumindest eine Zylinderbank mit zumindest einem Zylinder und einem weiteren Zylinder aufweist, und wobei die Verbrennungskraftmaschine einen Abgastrakt mit einem Traktabschnitt aufweist, wobei der Zylinderbank ein mit den Zylindern durchströmbar verbundener Abgaskrümmer des Traktabschnittes zugeordnet ist. Abgas der Verbrennungskraftmaschine wird an eine Umgebung der Verbrennungskraftmaschine über den Abgastrakt abgeführt. Erfindungsgemäß wird zur Reduzierung von an die Umgebung abgeführten Emissionen stromauf des beheizbaren Katalysators ein Abgasstrom des Abgases der Verbrennungskraftmaschine mit einem stöchiometrischen Luft-Kraftstoffverhältnis bereitgestellt, welcher den beheizbaren Katalysator durchströmt, und welcher sich aus einem Teilstrom des Zylinders und einem Teilstrom des weiteren Zylinders zusammensetzt, wobei der Zylinder mit einem überstöchiometrischen Luft-Kraftstoffverhältnis betrieben wird, und der weitere Zylinder mit einem unterstöchiometrischen Luft-Kraftstoffverhältnis betrieben wird. Der Vorteil ist die Herbeiführung einer erhöhten Reduzierung von Schadstoffemissionen durch eine exotherme Temperaturerhöhung im beheizbaren Katalysator bei einem stöchiometrischen Luft-Kraftstoffverhältnis. Es erhöht sich zwar stromauf des beheizbaren Katalysators eine Gesamtemission der Verbrennungskraftmaschine oder, sofern bezogen auf eine Zylinderbank der Zylinderbank, jedoch stellt sich dadurch eine entsprechende Temperaturerhöhung des beheizbaren Katalysators nach Erreichen eines so genannten Light-offs durch die Beheizung ein.
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Grundsätzlich weist der Abgasstrom der Verbrennungskraftmaschine bei einem unter- und/oder überstöchiometrischen Betrieb unterschiedliche Emissionskomponenten auf, die weiter oxidier- oder reduzierbar sind. Dabei entsteht eine Temperaturerhöhung, die exotherme Temperaturerhöhung, die zum schnellen Aufheizen zumindest des beheizbaren Katalysators herangezogen werden kann. Damit eine vollständige Umwandlung der Emissionskomponenten erfolgt, muss das Luft-Kraftstoffverhältnis des Abgasstromes stöchiometrisch sein. Das bedeutet, dass sich der Abgasstrom mit dem stöchiometrischen Verbrennungsluftverhältnis aus Teilströmen mit einem unter- und einem überstöchiometrischen Luft-Kraftstoffverhältnis zusammensetzt. Das heißt mit anderen Worten, dass ein Zylinder einen Teilstrom mit einem überstöchiometrischen Luft-Kraftstoffverhältnis aufweist und der weitere Zylinder einen Teilstrom mit einem unterstöchiometrischen Luft-Kraftstoffverhältnis, damit die zur Herbeiführung der exothermen Temperaturerhöhung notwendigen Emissionskomponenten vorliegen.
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Es ist davon auszugehen, dass eine übliche Verbrennungskraftmaschine sich aus mehr als zwei Zylinder zusammensetzt. Sofern sie nur einen Abgaskrümmer aufweist, welcher den Zylindern zugeordnet ist, sollten zumindest zwei der Zylinder ein Luft-Kraftstoffverhältnis aufweisen, welches über- bzw. unterstöchiometrisch ist. Der oder die anderen Zylinder könnten ebenfalls entsprechend betrieben werden, wobei die unterstöchiometrischen Luftkraftstoffverhältnisses bzw. die überstöchiometrischen Luft-Kraftstoffverhältnisse nicht zwingend gleich sein müssen. Auch könnte einer der mehr als zwei Zylinder mit einem stöchiometrischen Luft-Kraftstoffverhältnis betrieben werden, wodurch jedoch die Ausbildung der exothermen Temperaturerhöhung reduziert wäre.
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Weist bspw. die Verbrennungskraftmaschine zwei Abgaskrümmer auf, deren sie durchströmendes Abgas gemeinsam auf den beheizbaren Katalysator geführt wird, so ist darauf zu achten, dass ebenfalls zumindest zwei der Zylinder ein über- bzw. unterstöchiometrisches Luft-Kraftstoffverhältnis besitzen.
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Sofern die Verbrennungskraftmaschine mit zumindest zwei Zylinderbänken ausgebildet ist, welche einen unabhängigen Abgasstrakt besitzen, sind zumindest bei einer der Zylinderbank zumindest zwei Zylinder mit einem über- bzw. unterstöchiometrischem Luft-Kraftstoffverhältnis zu betreiben. Oder mit anderen Worten, ein Zylinder weist ein überstöchiometrisches Luft-Kraftstoffverhältnis und der andere Zylinder ein unterstöchiometrisches Luft-Kraftstoffverhältnis auf.
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Bevorzugt wird der Zylinder mit einem Luft-Kraftstoffverhältnis mit einem Wert (1 + x) und der weitere Zylinder mit einem Luft-Kraftstoffverhältnis mit einem Wert (1 - x) betrieben, wobei x eine Variable ist, und die Variable x des Luft-Kraftstoffverhältnisses des Zylinders den gleichen Betrag aufweist wie die Variable x des Luft-Kraftstoffverhältnisses des weiteren Zylinders. Das heißt mit anderen Worten, dass bei einem derartigen Betrieb der Zylinder das stöchiometrische Luft-Kraftstoffverhältnis des Abgases, welches durch den beheizbaren Katalysator strömt, gesichert ein stöchiometrisches Luft-Kraftstoffverhältnis ist, so dass der beheizbare Katalysator zur gesicherten Emissionsreduzierung beitragen kann. Selbstredend ist bei einer ungeraden Anzahl Zylinder der Betrag der Variablen x so zu wählen, dass in Summe das stöchiometrische Luft-Kraftstoffverhältnis erzielt wird.
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Zum verbesserten, da effizienteren Betrieb des beheizbaren Katalysators durchströmt der Abgasstrom in Strömungsrichtung ausgehend von dem Abgaskrümmer zuerst den beheizbaren Katalysator, daran anschließend einen Hauptkatalysator und daran anschließend ein Endrohr, um über das Endrohr in die Umgebung abgeführt zu werden.
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Zur weiteren Reduzierung der Emissionen des Abgasstromes ist im Traktabschnitt stromab des beheizbaren Katalysators und stromauf des Endrohres ein Partikelfilter angeordnet, welcher vom Abgasstrom durchströmt wird.
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Zur Steigerung einer Leistung der Verbrennungskraftmaschine ist zwischen dem Abgaskrümmer und dem elektrisch beheizbaren Katalysator ein Abgasführungsabschnitt eines Abgasturboladers angeordnet, wobei der Abgasturbolader vom Abgas der Verbrennungskraftmaschine angetrieben wird. Der Abgasführungsabschnitt ist im Traktabschnitt stromauf des elektrisch beheizbaren Katalysators angeordnet, welcher bevorzugt im Traktabschnitt ausgehend vom Abgaskrümmer das erste emissionsreduzierende Bauteil im Traktabschnitt ist.
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Zur Reduzierung von Geräuschemission der Verbrennungskraftmaschine ist zwischen dem Endrohr und dem beheizbaren Katalysator ein Endschalldämpfer im Traktabschnitt durchströmbar angeordnet.
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Zur einfachen und schnellen Beheizung des beheizbaren Katalysators ist dieser in Form eines elektrisch beheizbaren Katalysators ausgebildet.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Gleichen oder funktionsgleichen Elementen sind identische Bezugszeichen zugeordnet. Es zeigt die einzige Figur in einer prinzipiellen Darstellung einen Abgastrakt einer Verbrennungskraftmaschine, welche mit einem erfindungsgemäßen Verfahren betrieben wird.
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Ein Abgastrakt 1 einer Verbrennungskraftmaschine 2 ist beispielhaft, wie in der Figur abgebildet, ausgebildet. Die Verbrennungskraftmaschine 2 ist in Form eines Ottomotors ausgestaltet.
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Der Abgastrakt 1 weist einen durchströmbaren ersten Traktabschnitt 3 und einen durchströmbaren zweiten Traktabschnitt 4 auf, wobei die beiden Traktabschnitte 3, 4 jeweils einer nicht näher dargestellten Zylinderbank der Verbrennungskraftmaschine 2 zugeordnet sind. Somit weist die beispielhaft dargestellte Verbrennungskraftmaschine 2 zwei Zylinderbänke auf. Jede Zylinderbank besitzt einen durchströmbaren Abgaskrümmer, wobei ein erster Abgaskrümmer 5 dem ersten Traktabschnitt 3 und ein zweiter Abgaskrümmer 6 dem zweiten Traktabschnitt 4 zugeordnet ist.
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Jeder Abgaskrümmer 5, 6 ist durchströmbar mit der Verbrennungskraftmaschine 2 verbunden, welcher einer fluidischen Verbindung nicht näher dargestellter Zylinder der Verbrennungskraftmaschine 2 mit dem Traktabschnitt 3, 4 dient. Über den Abgastrakt 1 bzw. die Traktabschnitte 3, 4 wird Abgas der Verbrennungskraftmaschine 2 geführt und an eine Umgebung 29 weitergeleitet.
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Die beiden Traktabschnitte 3, 4 sind in diesem Ausführungsbeispiel spiegelgleich aufgebaut, was jedoch für ein erfindungsgemäßes Verfahren nicht vonnöten ist.
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Ebenso könnte die Verbrennungskraftmaschine 2 auch nur eine einzige Zylinderbank besitzen, mit nur einem einzigen Abgaskrümmer, oder sie könnte eine einzige Zylinderbank besitzen mit zwei oder mehreren Abgaskrümmern.
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Jeder Traktabschnitt 3; 4 weist einen durchströmbaren Abgasführungsabschnitt eines Abgasturboladers auf, wobei der erste Traktabschnitt 3 einen ersten Abgasführungsabschnitt 7 eines ersten Abgasturboladers 8 der Verbrennungskraftmaschine 2 und der zweite Traktabschnitt 4 einen zweiten Abgasführungsabschnitt 9 eines zweiten Abgasturboladers 10 der Verbrennungskraftmaschine 2 besitzt.
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Die Abgasführungsabschnitte 7, 9 sind mit jeweils einem Lagerabschnitt, einem ersten Lagerabschnitt 11 des ersten Abgasturboladers 8 bzw. einem zweiten Lagerabschnitt 12 des zweiten Abgasturbolader 10 und über die Lagerabschnitte 11, 12 mit einem durchströmbaren Luftführungsabschnitt, einem ersten Luftführungsabschnitt 13 des ersten Abgasturboladers 8 bzw. einem zweiten Luftführungsabschnitt 14 des zweiten Abgasturboladers 10 verbunden, wobei der jeweilige Luftführungsabschnitt 13; 14 in jeweils einem Ansaugstrang, einem ersten Ansaugstrang 15 bzw. einem zweiten Ansaugstrang 16 der Verbrennungskraftmaschine 2 angeordnet ist.
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Mit Hilfe eines nicht näher dargestellten Laufzeugs, welches ein im jeweiligen Abgasführungsabschnitt 7; 9 drehbar angeordnetes Turbinenrad besitzt, das mit Hilfe einer im jeweiligen Lagerabschnitt 11; 12 drehbar gelagerten Welle des Laufzeugs ein im jeweiligen Luftführungsabschnitt drehbar angeordnetes Verdichterrad des Laufzeugs verbunden ist, wird Abgasenthalpie des Abgases der Verbrennungskraftmaschine 2 zum Antreiben des Turbinenrades genutzt, wobei, da das Turbinenrad drehfest mit dem Verdichterrad verbunden ist, dieses Verbrennungsluft ansaugen und verdichten kann. Diese angesaugte und verdichtete Verbrennungsluft wird den Zylindern der Verbrennungskraftmaschine 2 in ihrem Ansaughub zugeführt und in diesem unter Zufuhr von Kraftstoff verbrannt. Sofern eine Aufladung der Verbrennungskraftmaschine 2 ausgebildet ist, die nicht zwingend in Form eines Abgasturboladers vorliegen muss, sondern bspw. auch in Form eines mechanischen Verdichters ausgebildet sein kann, besteht die Möglichkeit eine Menge Verbrennungsluft der Verbrennungskraftmaschine 2 ohne Nutzung des Abgases zu steigern. Ist keine Aufladung ausgebildet, wird unverdichtete Verbrennungsluft über den Ansaughub den Zylindern zugeführt, wo sie unter Zufuhr von Kraftstoff verbrannt wird. Das Endprodukt der Verbrennung ist das Abgas, welches in Abhängigkeit der Verbrennungskraftmaschine 2, eine entsprechende Zusammensetzung von Schadstoffen aufweist.
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Zur Reduzierung der Schadstoffe, die im Abgas der Verbrennungskraftmaschine 2 enthalten sind, sind ein erstes Reinigungssystem 17 im ersten Traktabschnitt 3 und ein zweites Reinigungssystem 18 im zweiten Traktabschnitt 4 angeordnet. Jedes Reinigungssystem 17; 18 weist stromab des Abgasführungsabschnitts 7; 9 einen beheizbaren Katalysator 19 auf, welcher in Form eines elektrisch beheizbaren Katalysators ausgebildet ist. Stromab dieses beheizbaren Katalysators 19 ist ein Mehrwege-Katalysator 20 stromauf eines Endschalldämpfers 21 im Traktabschnitt 3; 4 angeordnet, wobei an den Endschalldämpfer 21 angeschlossen Endrohre 22 des jeweiligen Traktabschnittes 3; 4 ausgebildet sind.
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Die einzelnen Komponenten der Reinigungssysteme 17, 18 sind mit Rohrabschnitten durchströmbar verbunden. So ist zwischen dem Abgaskrümmer 5; 6 und dem Abgasführungsabschnitt 7; 9 ein erster Rohrabschnitt 23, zwischen dem Abgasführungsabschnitt 7; 9 und dem elektrisch beheizbaren Katalysator 19 ein zweiter Rohrabschnitt 24, sowie zwischen dem elektrisch beheizbaren Katalysator 19 und dem Hauptkatalysator 20 ein dritter Rohrabschnitt 25 ausgebildet. Zwischen dem Hauptkatalysator 20 und dem Endschalldämpfer 21 ist ein Partikelfilter 27 vorgesehen, so dass zwischen dem Hauptkatalysator 20 und dem Partikelfilter 27 ein vierter Rohrabschnitt 26 und dem Partikelfilter 26 und dem Endschalldämpfer 21 ein fünfter Rohrabschnitt 28 ausgebildet ist.
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Die Reinigungssysteme 17, 18 sind insbesondere in Abhängigkeit der Verbrennungskraftmaschine 2 ausgebildet. Das heißt, es könnten noch weitere emissionsreduzierende Vorrichtungen in den Traktabschnitten 3, 4 aufgenommen sein, sofern die Kapazität der vorliegend genannten und beschriebenen Vorrichtungen nicht hinreichend wäre.
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Mitunter werden auch die einzelnen emissionsreduzierende Bauteile der Reinigungssysteme 17, 18, wie bspw. der Hauptkatalysator 20 oder der Partikelfilter 27, in einer Baugruppe zusammengefasst.
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Der elektrisch beheizbare Katalysator 19 weist ein Gehäuse 30 auf, welches zumindest eine nicht näher dargestellte durchströmbare Heizscheibe aufnehmend ausgebildet ist. Die Heizscheibe, welche nicht näher dargestellte Anschlüsse zur Bestromung aufweist, dient der Erwärmung des aus dem Abgasführungsabschnitt 7; 9 austretenden Abgases zur Verbesserung der katalytischen Wirkung des Katalysators 19. Der elektrisch beheizbare Katalysator 19 ist stromab des Abgasführungsabschnitts 7; 9 und stromauf des Katalysators 20 im Traktabschnitt 3; 4 angeordnet.
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Die Heizscheibe ist aus Metall ausgebildet und weist somit eine metallische Materialkomponente auf. Sie weist zusätzlich eine katalytisch aktive Beschichtung auf und kann somit zu einer weiteren Reduktion von Schadstoffen beitragen.
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Im Betrieb der Verbrennungskraftmaschine 2 wird während einer so genannten Katheizphase, die insbesondere eine Kaltstartphase der Verbrennungskraftmaschine 2 ist, die katalystisch beschichtete Heizscheibe elektrisch beheizt.
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Die notwendige Betriebstemperatur des Katalysators 19 kann zusätzlich zum elektrischen Beheizen der Heizscheibe und einem Wärmeeintrag über einen entsprechend großen Abgasmassenstrom der Verbrennungskraftmaschine 2 und/oder durch eine weitere Temperaturerhöhung mittels exothermer Reaktionen auf einer Oberfläche der Heizscheibe beschleunigt werden.
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Eine die Temperaturerhöhung herbeiführende exotherme Reaktion ist möglich bei einer Oxidation und/oder Reduktion von Emissionskomponenten des Abgases. Die Emissionskomponenten der Verbrennungskraftmaschine 2, die in Form eines Ottomotors ausgebildet ist, sind die reaktionsfähigen Komponenten Wasserstoff H2, Kohlenwasserstoffverbindungen CxHy, Kohlenmonoxid CO, Stickoxid NOx und Restsauerstoff O2. Die erwirkte Temperaturerhöhung ist insbesondere von der Masse der Emissionskomponenten abhängig.
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Damit ein beschleunigtes Aufheizen des Katalysators 19 realisiert wird, wird vorgeschlagen die unmittelbar aus der Verbrennungskraftmaschine 2 strömende Abgasemission, eine so genannte Motorrohemission, zu erhöhen, wobei nach Durchströmen des Reinigungssystems 17; 18 schließlich über das Endrohr 22 strömendes Abgas möglichst vollständig umgewandelt ist. Damit eine vollständige oder zumindest eine nahezu vollständige Umwandlung der Emissionskomponenten erreicht wird, muss ein so genanntes stöchiometrischen Luft-Kraftstoffverhältnis vorliegen, dessen Wert zu 1 definiert ist.
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Damit ein den elektrisch beheizbaren Katalysator 19 durchströmendes Abgas mit einem Luft-Kraftstoffverhältnis mit einem Wert 1 erreicht wird, wird vorgeschlagen einen Teil der mit dem Abgaskrümmer 5; 6 durchströmbar verbundenen Zylindern bei einem Luft-Kraftstoffverhältnis kleiner als 1 zu betreiben und den übrigen Teil der mit dem Abgaskrümmer 5; 6 durchströmbar verbundenen Zylindern bei einem Luft-Kraftstoffverhältnis größer als 1 zu betreiben.
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Sind bspw. dem ersten Abgaskrümmer 5 vier Zylinder zugeordnet, so wird vorgeschlagen zwei der Zylinder mit einem Luft-Kraftstoffverhältnis mit einem Wert (1 - x) und die übrigen beiden Zylinder mit einem Luft-Kraftstoffverhältnis mit einem Wert (1 + x) zu betreiben, wobei eine Variable x des Wertes veränderlich ist. Die Variable x des Wertes des Luft-Kraftstoffverhältnisses der Zylinder mit dem Luft-Kraftstoffverhältnis, welches kleiner als 1 ist, weist in diesem Ausführungsbeispiel den gleichen Betrag auf wie die Variable x des Wertes des Luft-Kraftstoffverhältnisses der Zylinder mit dem Luftkraftstoffverhältnis, welches größer als 1. Somit ist bei einer Durchmischung der Abgase aus den insgesamt vier Zylindern ein Abgasstrom mit einem Luft-Kraftstoffverhältnis mit einem Gesamtwert 1 vorliegend, welches dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoffverhältnis entspricht.
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Grundsätzlich wird vorgeschlagen bei einer Verbrennungskraftmaschine 2 mit mehr als einer Zylinderbank, jede Zylinderbank so zu betreiben, dass stromauf des elektrisch beheizbaren Katalysators 19 ein Luft-Kraftstoffverhältnis mit einem Wert 1 vorliegt, jedoch zumindest einen Teil der Zylinder der Zylinderbank dabei mit einem Luft-Kraftstoffverhältnis zu betreiben, welches vom stöchiometrischen Luft-Kraftstoffverhältnis abweichend ausgebildet ist. Das heißt mit anderen Worten, dass bspw. bei einer ungeraden Anzahl Zylinder, welche dem elektrisch beheizbaren Katalysator 19 zur Durchströmung zugeordnet sind, zwei der Zylinder mit einem fetten Luft-Kraftstoffverhältnis betrieben werden, der dritte Zylinder mit einem mageren Luft-Kraftstoffverhältnis zu betreiben ist. Selbstredend sind die Zündgrenzen der jeweiligen Luft-Kraftstoffverhältnisses zu beachten.
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Der Betrieb der Zylinder mit dem Luft-Kraftstoffverhältnis mit einem Wert größer als 1, welches auch als überstöchiometrisches Luft-Kraftstoffverhältnis bezeichnet wird, entspricht einem so genannten Magerbetrieb, während der Betrieb der Zylinder mit einem Luft-Kraftstoffverhältnis mit einem Wert kleiner als 1, welches auch als unterstöchiometrisches Luft-Kraftstoffverhältnis bezeichnet wird, einem so genannten fetten Betrieb entspricht. Die im Magerbetrieb betrieben Zylinder weisen überwiegend die Emissionskomponenten NOx und O2 auf, wohingegen die im fetten Betrieb betriebenen Zylinder überwiegend die Emissionskomponenten HxCy, H2 und CO aufweisen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Abgastrakt
- 2
- Verbrennungskraftmaschine
- 3
- Erster Traktabschnitt
- 4
- Zweiter Traktabschnitt
- 5
- Erster Abgaskrümmer
- 6
- Zweiter Abgaskrümmer
- 7
- Erster Abgasführungsabschnitt
- 8
- Erster Abgasturbolader
- 9
- Zweiter Abgasführungsabschnitt
- 10
- Zweiter Abgasturbolader
- 11
- Erster Lagerabschnitt
- 12
- Zweiter Lagerabschnitt
- 13
- Erster Luftführungsabschnitt
- 14
- Zweiter Luftführungsabschnitt
- 15
- Erster Ansaugstrang
- 16
- Zweiter Ansaugstrang
- 17
- Erstes Reinigungssystem
- 18
- Zweites Reinigungssystem
- 19
- Beheizbarer Katalysator
- 20
- Hauptkatalysator/Mehrwege-Katalysator
- 21
- Endschalldämpfer
- 22
- Endrohr
- 23
- Erster Rohrabschnitt
- 24
- Zweiter Rohrabschnitt
- 25
- Dritter Rohrabschnitt
- 26
- Vierter Rohrabschnitt
- 27
- Partikelfilter
- 28
- Fünfter Rohrabschnitt
- 29
- Umgebung
- 30
- Gehäuse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102010008048 B4 [0005]
- DE 19812829 B4 [0006]
- DE 102008023394 A1 [0007]