DE102021129852A1 - Abgasnachbehandlungssystem eines als Gasmotor oder Dual-Fuel-Motor ausgebildeten Motors, Motor und Verfahren zum Betreiben desselben - Google Patents

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Abstract

Abgasnachbehandlungssystem (1) eines als Gasmotor oder als Dual-Fuel-Motor ausgebildeten Motors, mit einem Katalysator (3), welcher von Abgas durchströmbar ist, mit einem sich durch eine Ausnehmung (5) im Katalysator (3) erstreckenden Steuerrohr (4), welches relativ zum Katalysator (3) verlagerbar ist und welches ebenfalls von Abgas durchströmbar ist, und mit einem Aktuator (6), der eingerichtet ist, das Steuerrohr (4) abhängig von mindestens einer Betriebsbedingung des Motors und/oder mindestens einer Betriebsbedingung des Abgasnachbehandlungssystem relativ zum Katalysator (3) zu verlagern, derart dass in einer ersten Relativposition des Steuerrohrs (4) relativ zum Katalysator (3) der Katalysator (3) von Abgas durchströmbar ist jedoch nicht das Steuerrohr (4), und dass in einer zweiten Relativposition des Steuerrohrs (4) relativ zum Katalysator (3) das Steuerrohr (4) von Abgas durchströmbar ist jedoch nicht der Katalysator (3).

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Abgasnachbehandlungssystem eines als Gasmotor oder als Dual-Fuel-Motor ausgebildeten Motors. Des Weiteren betrifft die Erfindung einen als Gasmotor oder Dual-Fuel-Motor ausgebildeten Motor und ein Verfahren zum Betreiben des Abgasnachbehandlungssystems bzw. des Motors.
  • Großmotoren, wie sie zum Beispiel auf Schiffen als Brennkraftmaschinen zum Einsatz kommen, werden zunehmend als Gasmotoren oder Dual-Fuel-Motoren ausgeführt. In Gasmotoren wird ein gasförmiger Kraftstoff, wie zum Beispiel Erdgas, verbrannt. In Dual-Fuel-Motoren kann in einem Gaskraftstoff-Betriebsmodus ein gasförmiger Kraftstoff, wie zum Beispiel Erdgas, und in einem Flüssigkraftstoff-Betriebsmodus ein flüssiger Kraftstoff, wie zum Beispiel Dieselkraftstoff, verbrannt werden.
  • Das Abgas solcher Großmotoren muss gereinigt werden. Hierzu verfügen Motoren über Abgasnachbehandlungssysteme. Es besteht Bedarf an einem kompakt bauenden Abgasnachbehandlungssystem eines als Gasmotor oder Dual-Fuel-Motor ausgebildeten Motors, insbesondere eines Großmotors, der vorzugsweise als Antriebsaggregat auf einem Schiff zum Einsatz kommt.
  • Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein neuartiges Abgasnachbehandlungssystem eines als Gasmotor oder als Dual-Fuel-Motor ausgebildeten Motors und einen Motor mit einem solchen Abgasnachbehandlungssystem zu schaffen.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Abgasnachbehandlungssystem gemäß Anspruch 1 gelöst.
  • Das erfindungsgemäße Abgasnachbehandlungssystem weist einen Katalysator auf, welcher von Abgas durchströmbar ist.
  • Das erfindungsgemäße Abgasnachbehandlungssystem weist ferner ein sich durch eine Ausnehmung im Katalysator erstreckendes Steuerrohr auf, welches relativ zum Katalysator verlagerbar ist und welches ebenfalls von Abgas durchströmbar ist.
  • Das erfindungsgemäße Abgasnachbehandlungssystem weist ferner einen Aktuator auf, der eingerichtet ist, das Steuerrohr abhängig von mindestens einer Betriebsbedingung des Motors und/oder mindestens einer Betriebsbedingung des Abgasnachbehandlungssystem relativ zum Katalysator zu verlagern, derart dass in einer ersten Relativposition des Steuerrohrs relativ zum Katalysator der Katalysator von Abgas durchströmbar ist jedoch nicht das Steuerrohr, und dass in einer zweiten Relativposition des Steuerrohrs relativ zum Katalysator das Steuerrohr von Abgas durchströmbar ist jedoch nicht der Katalysator.
  • Beim erfindungsgemäßen Abgasnachbehandlungssystem ist das Steuerrohr in den Katalysator derart integriert, dass das Steuerrohr eine Ausnehmung im Katalysator durchdringt und relativ zum Katalysator verlagerbar ist. In der ersten Relativposition des Steuerrohrs ermöglicht dasselbe eine Abgasströmung durch den Katalysator, in der zweiten Relativposition des Steuerrohrs unterbindet dasselbe die Abgasströmung durch den Katalysator, lässt jedoch die Abgasströmung durch sich selbst zu. Ein derartiges Abgasnachbehandlungssystem benötigt wenig Bauraum. Auf Bypassrohre, Isolierungen, Klappen, Berstscheiben sowie Steuerventile für die Bypassrohre kann verzichtet werden.
  • Vorzugsweise ist der Katalysator ein Ringkatalysator, der radial innen im Bereich der das Steuerrohr aufnehmenden Ausnehmung von einem ersten Katalysatorrohr begrenzt ist, der radial außen von einem zweiten Katalysatorrohr und/oder einem Druckreaktor begrenzt ist, der an einem ersten axialen Enden eine Strömungseintrittsseite für Abgas und an einem zweiten axialen Ende eine Strömungsaustrittsseite für Abgas aufweist. Ein derartiger Katalysator ist zur Gewährleistung einer kompakten Bauform des Abgasnachbehandlungssystems besonders bevorzugt.
  • Vorzugsweise trägt das Steuerrohr an einem ersten Abschnitt einen ersten Verschlusskörper, der in der ersten Relativposition des Steuerrohrs die Durchströmung des Katalysators zulässt und der in der zweiten Relativposition des Steuerrohrs die Durchströmung des Katalysators unterbindet. Auch dies dient der Bereitstellung einer kompakten Bauform des Abgasnachbehandlungssystems.
  • Vorzugsweise trägt das Steuerrohr an einem zweiten Abschnitt einen zweiten Verschlusskörper, der in der ersten Relativposition des Steuerrohrs einen Spalt zwischen dem Steuerrohr und dem Katalysator abdichtet. Hiermit kann der benötigte Bauraum des Abgasnachbehandlungssystems vorteilhaft reduziert werden.
  • Vorzugsweise weist das Steuerrohr an einem dritten Abschnitt Ausnehmungen auf, die in der in der ersten Relativposition des Steuerrohrs versperrt und der in der zweiten Relativposition des Steuerrohrs offen sind. Auch die dienen der Reduzierung des Bauraumbedarfs des Abgasnachbehandlungssystems.
  • Vorzugsweise weist das Abgasnachbehandlungssystem eine Sprüheinrichtung für ein Regenerationsmittel auf, über die in der ersten Relativposition des Steuerrohrs relativ zum Katalysator und in der zweiten Relativposition des Steuerrohrs relativ zum Katalysator ein Regenerationsmittel in den Katalysator einbringbar ist. Über die Sprüheinrichtung ist es möglich, Regenerationsmittel in den Katalysator bei kompakter Bauform das Abgasnachbehandlungssystems einzubringen.
  • Vorzugsweise weist das Abgasnachbehandlungssystem mindestens einen Sensor und ein Steuergerät auf, um die mindestens eine Betriebsbedingung des Motors und/oder die mindestens einer Betriebsbedingung des Abgasnachbehandlungssystems zu erfassen, und um den Aktuator abhängig von der mindestens einen Betriebsbedingung des Motors und/oder die mindestens einen Betriebsbedingung des Abgasnachbehandlungssystem anzusteuern. Dies erlaubt einen besonders vorteilhaften Betrieb des Abgasnachbehandlungssystems, um entweder Abgas durch den Katalysator zu leiten oder das Abgas im Sinne eines Bypassbetriebs durch das Steuerrohr am Katalysator vorbeizuführen. Hiermit kann abhängig von der mindestens einen Betriebsbedingung des Abgasnachbehandlungssystems und/oder der mindestens einen Betriebsbedingung des Motors das Abgasnachbehandlungssystem automatisch angepasst werden, um dasselbe entweder im Katalysatorbetrieb oder im Bypassbetrieb für den Katalysator zu betreiben.
  • Der erfindungsgemäße Motor ist in Anspruch 9 definiert.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben des Abgasnachbehandlungssystems ist in Anspruch 10 definiert.
  • Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:
    • 1 ein erfindungsgemäßes Abgasnachbehandlungssystem in einem ersten Zustand;
    • 2 das Abgasnachbehandlungssystem der 1 in einem zweiten Zustand.
  • Die Erfindung betrifft ein Abgasnachbehandlungssystem eines als Gasmotor oder als Dual-Fuel-Motor ausgebildeten Motors sowie einen solchen Motor mit einem Kraftstoffversorgungssystem. Des Weiteren betrifft die Erfindung einen als Gasmotor oder Dual-Fuel-Motor aus-gebildeten Motor ein Verfahren zum Betreiben des Abgasnachbehandlungssystems bzw. des Motors.
  • 1 und 2 zeigen schematisiert ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Abgasnachbehandlungssystems 1 eines im Detail nicht weiter dargestellten Gasmotors oder Dual-Fuel-Motors, bei welchem es sich insbesondere um einen Großmotor handelt, der auf einem Schiff als Antriebsaggregat zum Einsatz kommt.
  • 1 und 2 zeigen eine Abgasleitung 2, die vom nicht gezeigten Motor in Richtung auf das Abgasnachbehandlungssystem 1 führt.
  • Das Abgasnachbehandlungssystem 1 verfügt über einen Katalysator 3. Der Katalysator 3 ist von Abgas durchströmbar.
  • Ferner verfügt das Abgasnachbehandlungssystem 1 über ein Steuerrohr 4, welches sich durch eine Ausnehmung 5 im Katalysator 3 erstreckt. Das Steuerrohr 4 ist relativ zum Katalysator 3 verlagerbar und ebenfalls von Abgas durchströmbar. Das Steuerrohr 4 ist in der Ausnehmung 5 des Katalysators 3 axial verschiebbar geführt.
  • Das Abgasnachbehandlungssystem 1 verfügt weiterhin über einen Aktuator 6. Der Aktuator 6 ist eingerichtet, das Steuerrohr 4 abhängig von mindestens einer Betriebsbedingung des Motors und/oder abhängig von mindestens einer Betriebsbedingung des Abgasnachbehandlungssystems 1 relativ zum Katalysator 3 zu verlagern.
  • In einer ersten Relativposition I (siehe 1) des Steuerrohrs 4 relativ zum Katalysator 3 ist der Katalysator 3 von Abgas durchströmbar, jedoch nicht das Steuerrohr 4.
  • In einer zweiten Relativposition II (siehe 2) des Steuerrohrs 4 relativ zum Katalysator 3 ist das Steuerrohr 4 von Abgas durchströmbar, jedoch nicht der Katalysator 3.
  • Der Katalysator 3 ist ein Ringkatalysator. Der Katalysator 3 ist radial innen im Bereich der das Steuerrohr 4 aufnehmenden Ausnehmung 5 von einem ersten Katalysatorrohr 7 begrenzt. Radial außen ist der Katalysator 3 von einem zweiten Katalysatorrohr 8 und/oder von einem Druckreaktor 9 begrenzt. In 1 und 2 schließt sich zu beiden axialen Seiten des Katalysators 3 oder zweiten Katalysatorrohrs 8 ein Abschnitt 9a, 9b des Druckreaktors 9 an.
  • Der Katalysator 3 verfügt über zwei sich gegenüberliegende axiale Enden. An einem ersten axialen Ende 10 des Katalysators 3 ist eine Strömungseintrittsseite des Katalysators 3 für Abgas ausgebildet. An einem gegenüberliegenden zweiten axialen Ende 11 des Katalysators 3 ist eine Strömungsaustrittsseite für das Abgas ausgebildet.
  • Dann, wenn das Steuerrohr 4 die in 1 gezeigte erste Relativposition relativ zum Katalysator 3 einnimmt, kann Abgas A, welches über das Abgasrohr 2 zum Abgasnachbehandlungssystem 1 strömt, zunächst in Abschnitt 9a des Druckreaktors 9 einströmen und von dort über die am ersten axialen Ende 10 ausgebildete Strömungseintrittsseite in den Katalysator 9 einströmen. Nach Durchströmen des Katalysators 3 tritt das Abgas A über die am gegenüberliegenden zweiten axialen Ende 11 ausgebildete Strömungsaustrittsseite aus dem Katalysator 3 aus, in den Abschnitt 9b des Druckreaktors 9 ein und kann von diesem Abschnitt 9b aus in Richtung auf ein weiteres Abgasrohr 12 strömen, um vom Abgasnachbehandlungssystem 1 abgeführt zu werden.
  • Das Steuerrohr 4 weist an einem ersten Abschnitt 4a einen ersten Verschlusskörpers 13 auf. Dieser erste Verschlusskörper 13 lässt in der ersten Relativposition des Steuerrohrs 4 relativ zum Katalysator 3 (siehe 1) die Durchströmung des Katalysators 3 mit Abgas A zu, der erste Verschlusskörper 13 gibt demnach in dieser Position die am ersten axialen Ende 10 ausgebildete Strömungseintrittsseite des Katalysators 3 für die Abgasströmung frei. In der zweiten Relativposition (siehe 2) des Steuerrohrs 4 hingegen unterbindet der erste Verschlusskörper 13 die Durchströmung des Katalysators 3 mit Abgas, in dieser Position versperrt demnach der erste Verschlusskörper 13 die am ersten axialen Ende 10 ausgebildete Strömungseintrittsseite des Katalysators 3 für die Abgasströmung. Der erste Abschnitt 4a des Steuerrohrs 4, an welchem dasselbe den ersten Verschlusskörper 13 radial außen trägt, steht am ersten axialen Ende 10 des Katalysators 13 gegenüber dem Katalysator 3 vor. Der erste Abschnitt 4a des Steuerrohrs 4 ragt demnach am ersten axialen Ende 10 des Katalysators 3 aus demselben heraus.
  • Das Steuerrohr 4 verfügt an einem zweiten Abschnitt 4b über einen zweiten Verschlusskörpers 14. In der ersten Relativposition des Steuerrohrs 4 relativ zum Katalysator 3 dichtet dieser zweite Verschlusskörpers 14 einen zwischen dem Steuerrohr 4 und dem radial innenliegenden Katalysatorrohr 7 aus gebildeten Spalt 15 ab. Dies ist in der zweiten Relativposition (siehe 2) des Steuerrohrs 4 relativ zum Katalysator 3 nicht erforderlich.
  • Das Steuerrohr 4 verfügt in einem dritten Abschnitt 4c über Ausnehmungen 16. In der ersten Relativposition (siehe 1) des Steuerrohrs 4 relativ zum Katalysatorrohr 3 sind diese Ausnehmungen 16 versperrt, insbesondere über das innere Katalysatorrohr 7 und den zweiten Verschlusskörper 14. In der zweiten Relativposition (siehe 2) zwischen Steuerrohr 4 und Katalysator 3 hingegen sind diese Ausnehmungen 16 im dritten Abschnitt 4c des Steuerrohrs 4 freigegeben.
  • Im Zustand der 2, also dann, wenn das Steuerrohr 4 relativ zum Katalysator 3 die zweite Relativposition einnimmt, kann Abgas A, welches über das Abgasrohr 2 dem Abschnitt 9a des Druckreaktors 9 zugeführt wird, in das Steuerrohr 4 einströmen und so am Katalysator 3 vorbeiströmen, um dann über die Ausnehmungen 16 des Steuerrohrs 4 in den zweiten Teil 9b des Druckreaktors 9 einzutreten und von dort aus über das Abgasrohr 12 von dem Abgasnachbehandlungssystem 1 abgeführt zu werden.
  • Das Abgasnachbehandlungssystem 1 verfügt weiterhin über eine Sprüheinrichtung 17 für ein Regenerationsmittel. Diese Sprüheinrichtung 17 ist benachbart zu dem am ersten axialen Ende 10 des Katalysators 3 ausgebildeten Strömungseintrittsende desselben positioniert, wobei der Sprüheinrichtung 17 Reduktionsmittel, ausgehend von einem Dosierventil 18 zugeführt werden kann.
  • Die Sprüheinrichtung 17 ist vorzugsweise als kreisförmiges Sprührohr ausgebildet, mithilfe dessen das Regenerationsmittel gleichmäßig auf die am ersten axialen Ende 10 ausgebildete Strömungseintrittsseite des Katalysators 10 aufgebracht werden kann.
  • Der Aktuator 6 des Abgasnachbehandlungssystems 1 verfügt im gezeigten Ausführungsbeispiel über einen druckmittelbetätigten Kolben 19, der in einem Druckmittelzylinder 20 verschiebbar geführt ist. An diesem Kolben 19 greift eine Kolbenstange 21 an, die mit dem zweiten Verschlusskörper 14 in Wirkverbindung steht.
  • Dem Druckmittelzylinder 20 kann ausgehend von einem Druckmittelreservoir 22 Druckmittel zugeführt werden, um den Druckmittelkolben 19 und über den Druckmittelkolben 19 das Steuerrohr 4 in Axialrichtung relativ zum Katalysator 3 zu verlagern.
  • Das Abgasnachbehandlungssystem 1 verfügt weiterhin über mindestens einen Sensor, um mindestens eine Betriebsbedingung des Motors und/oder mindestens eine Betriebsbedingung des Abgasnachbehandlungssystems zu erfassen.
  • So zeigt 1 einen Sensor 23, welcher dem Abgasrohr 2 zugeordnet ist, wobei dieser Sensor 23 dazu ausgerichtet ist, zum Beispiel Motorfehlzündungen zu erkennen. Hierzu kann der Sensor 23 zum Beispiel als Temperatursensor ausgebildet sein, der dann, wenn im Motor Kraftstoff verbrannt wird und dann einen Temperaturabfall erkennt, auf Fehlzündungen im Motor schließen kann.
  • 1, 2 zeigt weiterhin einen Temperatursensor 24 im Bereich des zweiten Abschnitts 9b des Druckreaktors 9, um die Abgastemperatur des aus dem Katalysator 3 ausströmenden Abgases zu erfassen.
  • Weiterhin zeigt 1, 2 einen Drucksensor 25, der mit einem ersten Messpunkt stromaufwärts einer Blende 26 und mit einem zweiten Messpunkt stromabwärts der Blende 26 am Abgasrohr 12 angreift.
  • Ferner verfügt das Abgasnachbehandlungssystem 1 über mindestens ein Steuergerät, mithilfe dessen der Aktuator 6 abhängig von der mindestens einen Betriebsbedingung des Motors und/oder der mindestens einen Betriebsbedingung des Abgasnachbehandlungssystems angesteuert werden kann, um das Steuerrohr 4 entweder in die 1 gezeigte Position oder in die in 2 gezeigte Position zu verlagern.
  • Das erfindungsgemäße Abgasnachbehandlungssystem verfügt demnach über den Katalysator 3, der vorzugsweise als Ringkatalysator ausgebildet ist, das in den Katalysator 3 integrierte Steuerrohr 4, welches relativ zum Steuerrohr 4 in Axialrichtung verlagert werden kann, sowie den Aktuator 6.
  • Vorzugsweise umfasst das Abgasnachbehandlungssystem 1 ferner die Sprüheinrichtung 17 für das Regenerationsmittels sowie über mindestens einen Sensor 23, 24, 25.
  • Das Steuerrohr 4 ist in dem Katalysator 3, nämlich innerhalb des inneren Katalysatorrohrs 7, beweglich angeordnet und über den Aktuator 6 axial verlagerbar. Es wird keine absolute Dichtigkeit von Steuerkomponenten benötigt. Es kann bei geringem Bauraum eine effektive Abgasnachbehandlung gewährleistet werden.
  • Der Katalysator 3 ist im Querschnitt ringförmig ausgebildet, derselbe verfügt demnach über die Ausnehmung 5, innerhalb dessen das Steuerrohr 4 geführt ist. Abgas kann durch das Steuerrohr 4 am Katalysator 3 vorbeigeführt werden. Durch über das Steuerrohr 4 geführtes Abgas kann der Katalysator 3 bereits vorgeheizt werden, während noch kein Abgas über denselben strömt.
  • Insbesondere beim Anfahren des Motors während eines Motorstarts liegen im Abgas hohe zündfähige Restgaskonzentrationen des gasförmigen Kraftstoffs vor. Diese können dann am Katalysator 3 vorbei über das Steuerrohr 4 ohne oxidative Reaktion im Katalysator 3 am Katalysator 3 vorbeigeführt werden.
  • Das Steuerrohr 4 wird mithilfe des Aktuators 6 in Axialrichtung bewegt. Die Bewegung des Steuerrohrs 4 kann zum Beispiel abhängig vom Abgasdruck und/oder der Abgastemperatur sein. Temperaturen und Drücke können mithilfe der Sensoren 24 und 25 messtechnisch erfasst werden.
  • Das Steuerrohr 4 trägt die Verschlüsse 13, 14. Abhängig von der Relativposition des Steuerrohrs 4 relativ zum Katalysator 3 ist entweder der erste Verschlusskörper 13 oder der zweite Verschlusskörper 14 wirksam.
  • Vorzugsweise sind die Verschlusskörper 13, 14 konisch konturiert. Durch diese konische Konturierung der Verschlusskörper 13, 14 können dieselben in ihrer jeweiligen Verschlussposition eine effektive Abdichtung gewährleisten, ohne dass separate Dichtungen erforderlich sind.
  • Dem Abgasnachbehandlungssystem 1 kann das Abgas über die Abgasleitung 2 zugeführt werden. Gereinigtes Abgas kann über die Abgasleitung 12 abgeführt werden. Über eine weitere Leitung 27 kann im Regenerationsbetrieb des Katalysators 3 Regenerationsmittel vom Abgasnachbehandlungssystem 1 abgeführt werden.
  • Zur Regeneration des Katalysators 3 weist das Abgasnachbehandlungssystem 1 die Sprühvorrichtung 17 auf, mithilfe derer Regenerationsmittel im Bereich des ersten axialen Endes 10 und damit im Bereich der Strömungseintrittsseite auf den Katalysator 3 aufgebracht werden kann. Insbesondere wird eine Regeneration des Katalysators 3 dann durchgeführt, wenn der Katalysator 3 nicht von Abgas durchströmt ist. Dann kann mit sehr geringen Mengen an Regenerationsmittel eine effektive Regeneration des Katalysators 3 gewährleistet werden. Die Regeneration kann dann bei geringeren Temperaturen im Katalysator 3 erfolgen. Die Regeneration ist auch während Motorstillstand oder anderen Betriebszuständen durchführbar.
  • Beim Katalysator 3 handelt es sich vorzugsweise um einen Methankatalysator. Als Regenerationsmittel eignet sich dann Ethanol oder Ethan oder Stickstoff.
  • Die Erfindung betrifft weiterhin einen Motor mit dem oben beschriebenen Abgasnachbehandlungssystem 1 sowie ein Verfahren zum Betreiben des Abgasnachbehandlungssystems 1.
  • Dann, wenn das Steuerrohr 4 die erste Relativposition der 1 einnimmt, wird im Katalysator 3 Abgas gereinigt. Diese erste Position der 1 nimmt das Steuerrohr 4 demnach im Katalysatorbetrieb ein, wenn im Motor gasförmiger Kraftstoff verbrannt wird. Das Abgas A durchströmt dann den Katalysator 3 und kann über das Abgasrohr 12 abgeführt werden. Mithilfe des Temperatursensors 24 kann zum Beispiel eine zulässige Abgastemperatur stromabwärts des Abgaskatalysators 3 erfasst werden. Mithilfe des Drucksensors 25 kann ein Abgasdruck stromabwärts des Katalysators 3 erfasst werden. Abhängig hiervon kann das Steuerrohr 4 von der Relativposition der 1 in die Relativposition der 2 verlagert werden, wobei die Relativposition der 2 einem Katalysator-Bypassbetrieb entspricht, in welchen kein Abgas über den Katalysator 3 geführt wird, sondern vielmehr das Abgas am Katalysator 3 vorbei durch das Strömungsrohr 4 geleitet wird.
  • Die Relativposition der 2 nimmt das Steuerrohr 4 bei einem Dual-Fuel-Motor dann ein, wenn derselbe im Flüssigkraftstoff betrieben wird, wenn also Dieselkraftstoff im Motor verbrannt wird. Abgas von Dieselkraftstoff soll nicht über einen Methankatalysator geführt werden. Ferner nimmt das Abgasnachbehandlungssystem, nämlich das Steuerrohr 4 desselben, die Relativposition der 2 ein, wenn der Motor während eines Motorstarts angefahren wird und/oder wenn der Motor während eines Motorstopps abgefahren wird, und/oder im Notbetrieb und/oder bei einer Motorstörung, zum Beispiel bei Zündaussetzern, und/oder im Falle einer Abgasüberhitzung.
  • Die Erfindung erlaubt bei minimalem Bauraumbedarf des Abgasnachbehandlungssystems 1 eine effektive Abgasreinigung des Abgases eines Gasmotors oder eines im Gaskraftstoff-Betriebsmodus betriebenen Dual-Fuel-Motors. Bestehende Motoren können mithilfe des erfindungsgemäßen Abgasnachbehandlungssystems 1 gut nachgerüstet werden. Der Katalysator 3 kann einer effektiven Regeneration bei minimalem Bedarf an Regenerationsmittel unterzogen werden.

Claims (10)

  1. Abgasnachbehandlungssystem (1) eines als Gasmotor oder als Dual-Fuel-Motor ausgebildeten Motors, mit einem Katalysator (3), welcher von Abgas durchströmbar ist, mit einem sich durch eine Ausnehmung (5) im Katalysator (3) erstreckenden Steuerrohr (4), welches relativ zum Katalysator (3) verlagerbar ist und welches ebenfalls von Abgas durchströmbar ist, mit einem Aktuator (6), der eingerichtet ist, das Steuerrohr (4) abhängig von mindestens einer Betriebsbedingung des Motors und/oder mindestens einer Betriebsbedingung des Abgasnachbehandlungssystem relativ zum Katalysator (3) zu verlagern, derart dass in einer ersten Relativposition des Steuerrohrs (4) relativ zum Katalysator (3) der Katalysator (3) von Abgas durchströmbar ist jedoch nicht das Steuerrohr (4), und dass in einer zweiten Relativposition des Steuerrohrs (4) relativ zum Katalysator (3) das Steuerrohr (4) von Abgas durchströmbar ist jedoch nicht der Katalysator (3).
  2. Abgasnachbehandlungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Katalysator (3) ein Ringkatalysator ist, der radial innen im Bereich der das Steuerrohr (4) aufnehmenden Ausnehmung (5) von einem ersten Katalysatorrohr (7) begrenzt ist, der radial außen von einem zweiten Katalysatorrohr (8) und/oder einem Druckreaktor (9) begrenzt ist, der an einem ersten axialen Ende (10) eine Strömungseintrittsseite für Abgas und an einem zweiten axialen Ende (11) eine Strömungsaustrittsseite für Abgas aufweist.
  3. Abgasnachbehandlungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerrohr (4) an einem ersten Abschnitt (4a) einen ersten Verschlusskörper (13) trägt, der in der ersten Relativposition des Steuerrohrs (4) die Durchströmung des Katalysators (3) mit Abgas zulässt und der in der zweiten Relativposition des Steuerrohrs (4) die Durchströmung des Katalysators (3) mit Abgas unterbindet.
  4. Abgasnachbehandlungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerrohr (4) an einem zweiten Abschnitt (4b) einen zweiten Verschlusskörper (14) trägt, der in der ersten Relativposition des Steuerrohrs (4) einen Spalt (15) zwischen dem Steuerrohr (4) und dem Katalysator (3) abdichtet.
  5. Abgasnachbehandlungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerrohr (4) an einem dritten Abschnitt (4c) Ausnehmungen (16) aufweist, die in der in der ersten Relativposition des Steuerrohrs (4) versperrt und der in der zweiten Relativposition des Steuerrohrs (4) freigegeben sind.
  6. Abgasnachbehandlungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine Sprüheinrichtung (17) für ein Regenerationsmittel, über die in der ersten Relativposition des Steuerrohrs (4) relativ zum Katalysator (3) und in der zweiten Relativposition des Steuerrohrs (4) relativ zum Katalysator (3) Regenerationsmittel in den Katalysator (3) einbringbar ist.
  7. Abgasnachbehandlungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch mindestens einen Sensor (23, 24, 25), um die mindestens eine Betriebsbedingung des Motors und/oder die mindestens einer Betriebsbedingung des Abgasnachbehandlungssystems zu erfassen.
  8. Abgasnachbehandlungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch ein Steuergerät, um den Aktuator (6) abhängig von der mindestens einen Betriebsbedingung des Motors und/oder die mindestens einen Betriebsbedingung des Abgasnachbehandlungssystem anzusteuern.
  9. Motor, nämlich Gasmotor oder Dual-Fuel-Motor, mit einem Abgasnachbehandlungssystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8.
  10. Verfahren zum Betreiben des Abgasnachbehandlungssystems (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei dann, wenn im Motor ein gasförmiger Kraftstoff verbrannt wird, das Steuerrohr (4) in die erste Relativposition relativ zum Katalysator (3) verlagert ist oder wird, wobei dann, wenn im Motor ein flüssiger Kraftstoff verbrannt wird, und/oder dann, wenn eine Motorstörung vorliegt, und/oder dann, wenn der Motor angefahren wird, und/oder dann, wenn der Motor abgefahren wird, und/oder dann, wenn ein Abgasüberhitzung vorliegt, und/oder dann, wenn der Katalysator regeneriert wird, das Steuerrohr (4) in die zweite Relativposition relativ zum Katalysator (3) verlagert ist oder wird.
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