DE112016003787T5 - Exhaust aftertreatment system with ammonia gas generator - Google Patents

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Adam J. Kotrba
Padmanabha R. ETTIREDDY
Michael C. Bradford
Bradley FINGLAND
John W. DeGeorge
Philipp Kreutziger
Manuel Kluck
Mathias Hund
Michael Flockert
Eric A. HEIN
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Abstract

Ein Abgasnachbehandlungssystem kann einen Reduktionsmitteltank, eine Ammoniakgasquelle, einen Injektor, eine erste Leitung und eine zweite Leitung umfassen. Der Injektor kann das flüssige Reduktionsmittel vom Reduktionsmitteltank und das Ammoniakgas von der Ammoniakgasquelle erhalten und in einem ersten Modus das flüssige Reduktionsmittel in einen Abgasstrom einspritzen, in einem zweiten Modus das Ammoniakgas in den Abgasstrom leiten und in einem dritten Modus beides, das flüssige Reduktionsmittel und das Ammoniakgas, dem Abgasstrom zuführen. Die erste Leitung kann flüssiges Reduktionsmittel vom Reduktionsmitteltank zum Injektor führen. Die zweite Leitung kann Ammoniakgas von der Ammoniakgasquelle zum Injektor führen.An exhaust aftertreatment system may include a reductant tank, an ammonia gas source, an injector, a first conduit, and a second conduit. The injector may receive the liquid reducing agent from the reducing agent tank and the ammonia gas from the ammonia gas source and inject the liquid reducing agent into an exhaust gas stream in a first mode, the ammonia gas into the exhaust gas stream in a second mode and both the liquid reducing agent and the third in a third mode Ammonia gas to the exhaust gas feed. The first conduit may carry liquid reductant from the reductant tank to the injector. The second line may carry ammonia gas from the ammonia gas source to the injector.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGENCROSS-REFERENCE TO RELATED APPLICATIONS

Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der am 3. November 2015 eingereichten US-Patentanmeldung Nr. 14/931,039 . Die vorliegende Anmeldung beansprucht ebenfalls die Priorität der am 20. August 2015 eingereichten deutschen Patentanmeldung Nr. 102015113835.2 . Auf die Offenbarungen der obgenannten Anmeldungen wird hier in ihrer Gesamtheit Bezug genommen.The present application claims the priority of filed on November 3, 2015 U.S. Patent Application No. 14 / 931,039 , The present application also claims priority from August 20, 2015 filed German Patent Application No. 102015113835.2 , The disclosures of the aforementioned applications are hereby incorporated by reference in their entirety.

GEBIETTERRITORY

Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Abgasnachbehandlungssystem mit einem Ammoniakgasgenerator.The present disclosure relates to an exhaust aftertreatment system having an ammonia gas generator.

HINTERGRUNDBACKGROUND

Der vorliegende Abschnitt liefert Hintergrundinformationen zur vorliegenden Offenbarung und ist nicht unbedingt Stand der Technik.This section provides background information for the present disclosure and is not necessarily prior art.

Beim Versuch, die bei Betrieb eines Verbrennungsmotors in die Atmosphäre emittierten Mengen von Stickoxiden (NOX) und Partikeln zu reduzieren, wurde eine Anzahl von Abgasnachbehandlungsvorrichtungen entwickelt. Abgasnachbehandlungssysteme werden insbesondere beim Einsatz Dieselkraftstoff verbrennender Prozesse benötigt. In typischen Nachbehandlungssystemen für die Abgase von Dieselmotoren können ein Dieselpartikelfilter (DPF), ein System selektiver katalytischer Reduktion (SCR), ein Kohlenwasserstoff(HC)-Injektor und/oder ein Dieseloxidationskatalysator (DOC) enthalten sein. Typische SCR-Systeme enthalten ein Reduktionsmittel-Zuführsystem, das es ermöglicht ein Reduktionsmittel (z. B. Harnstoff) stromaufwärts eines SCR-Katalysators einzuspritzen.In an attempt to reduce the amounts of nitrogen oxides (NO x ) and particulates emitted into the atmosphere during operation of an internal combustion engine, a number of exhaust aftertreatment devices have been developed. Exhaust aftertreatment systems are needed especially when using diesel fuel burning processes. Typical diesel engine exhaust aftertreatment systems may include a diesel particulate filter (DPF), a selective catalytic reduction (SCR) system, a hydrocarbon (HC) injector, and / or a diesel oxidation catalyst (DOC). Typical SCR systems include a reductant delivery system that allows a reductant (eg, urea) to be injected upstream of an SCR catalyst.

In neuerer Zeit wurden Reaktoren bereitgestellt, die gasförmiges Ammoniak aus einem flüssigen Reduktionsmittel erzeugen. Ammoniakgas ist, verglichen mit flüssigem Harnstoff, reaktiver, verteilt sich leichter gleichmäßig im Abgasstrom und ist innerhalb eines größeren Temperaturbereichs aktiver. Die Verwendung gasförmigen Ammoniaks in einem SCR-System kann deshalb sowohl den Wirkungsgrad als auch die Effektivität des SCR-Systems verbessern.More recently, reactors have been provided which produce gaseous ammonia from a liquid reductant. Ammonia gas is more reactive compared to liquid urea, is more easily distributed evenly in the exhaust stream and is more active within a wider temperature range. The use of gaseous ammonia in an SCR system can therefore improve both the efficiency and the effectiveness of the SCR system.

Reaktoren zur Erzeugung gasförmigen Ammoniaks sind am wirksamsten, wenn sie innerhalb eines bestimmten Temperaturbereichs arbeiten. Aus diesem Grund kann die Erzeugung gasförmigen Ammoniaks nach einem Kaltstart eines Motors verzögert und/oder gehemmt sein. Es kann dementsprechend wünschenswert sein, ein Nachbehandlungssystem verfügbar zu machen, das einem SCR-Katalysator sofort nach einem Kaltstart eines Motors auf wirksame Weise gasförmiges Ammoniak liefern kann.Gaseous ammonia reactors are most effective when operating within a certain temperature range. For this reason, the generation of gaseous ammonia may be delayed and / or inhibited after a cold start of an engine. Accordingly, it may be desirable to provide an aftertreatment system that can effectively deliver gaseous ammonia to an SCR catalyst immediately after a cold start of an engine.

KURZDARSTELLUNGSUMMARY

Dieser Abschnitt liefert eine allgemeine Kurzdarstellung der Offenbarung und ist keine umfassende Offenbarung ihres kompletten Schutzumfangs oder aller ihrer Merkmale.This section provides a general summary of the disclosure and is not a comprehensive disclosure of its full scope or all of its features.

In einer Form liefert die vorliegende Offenbarung ein Abgasnachbehandlungssystem, das einen Reduktionsmitteltank, eine Ammoniakgasquelle, einen Injektor, eine erste Leitung und eine zweite Leitung enthalten kann. Der Injektor kann das flüssige Reduktionsmittel vom Reduktionsmitteltank und das Ammoniakgas von der Ammoniakgasquelle erhalten. Der Injektor kann in einem ersten Modus das flüssige Reduktionsmittel in einen Abgasstrom einspritzen und in einem zweiten Modus das Ammoniakgas in einen Abgasstrom einführen. Die erste Leitung kann flüssiges Reduktionsmittel vom Reduktionsmitteltank zum Injektor führen. Die zweite Leitung kann Ammoniakgas von der Ammoniakgasquelle zum Injektor leiten.In one form, the present disclosure provides an exhaust aftertreatment system that may include a reductant tank, an ammonia gas source, an injector, a first conduit, and a second conduit. The injector may receive the liquid reducing agent from the reducing agent tank and the ammonia gas from the ammonia gas source. In a first mode, the injector can inject the liquid reducing agent into an exhaust gas stream and, in a second mode, introduce the ammonia gas into an exhaust gas stream. The first conduit may carry liquid reductant from the reductant tank to the injector. The second conduit may direct ammonia gas from the ammonia gas source to the injector.

In einigen Konfigurationen kann der Injektor in einem dritten Modus das flüssige Reduktionsmittel und das Ammoniakgas gleichzeitig in den Abgasstrom einleiten.In some configurations, in a third mode, the injector may simultaneously introduce the liquid reductant and the ammonia gas into the exhaust stream.

In einigen Konfigurationen ist der Injektor an einer Stelle stromaufwärts eines Katalysators in dem Abgasstrom strömungsmäßig mit einem Abgasrohr verbunden.In some configurations, the injector is fluidly connected to an exhaust pipe at a location upstream of a catalyst in the exhaust stream.

In einigen Konfigurationen enthält der Injektor einen Eingang für flüssiges Reduktionsmittel zur Aufnahme des flüssigen Reduktionsmittels und einen Ammoniakgaseingang zur Aufnahme des Ammoniakgases.In some configurations, the injector includes a liquid reductant inlet for receiving the liquid reductant and an ammonia gas inlet for receiving the ammonia gas.

In einigen Konfigurationen erleichtert ein Luftbehälter das Einspritzen sowohl des flüssigen Reduktionsmittels als auch des Ammoniakgases in den Abgasstrom.In some configurations, an air tank facilitates the injection of both the liquid reductant and the ammonia gas into the exhaust stream.

In einigen Konfigurationen ist der Luftbehälter strömungsmäßig mit einem Injektor über eine dritte Leitung verbunden, wobei ein Luftstrom durch einen Durchgang im Injektor den Injektor kühlt.In some configurations, the air reservoir is fluidly connected to an injector via a third conduit, with air flow through a passage in the injector cooling the injector.

In einigen Konfigurationen ist längs der dritten Leitung ein erstes Steuerventil angeordnet, welches die Strömung des Mediums durch diese Leitung steuert.In some configurations, along the third conduit a first control valve is arranged which controls the flow of the medium through this conduit.

In einigen Konfigurationen pumpt eine Pumpe das Medium vom Luftbehälter zum Abgasstrom. In some configurations, a pump pumps the fluid from the air tank to the exhaust flow.

In einigen Konfigurationen werden das vom Reduktionsmitteltank kommende flüssige Reduktionsmittel und das von der Ammoniakgasquelle kommende Ammoniakgas in einer Kammer innerhalb des Injektors gemischt.In some configurations, the liquid reductant from the reductant tank and the ammonia gas from the ammonia gas source are mixed in a chamber within the injector.

In einigen Konfigurationen steht ein elektrisches Heizelement mit dem Luftbehälter in einer Wärmeübertragungsbeziehung.In some configurations, an electrical heating element is in a heat transfer relationship with the air tank.

In einigen Konfigurationen enthält die erste Leitung ein zweites Ventil zur Verhinderung eines Rückstroms des flüssigen Reduktionsmittels.In some configurations, the first conduit includes a second valve for preventing backflow of the liquid reductant.

In einigen Konfigurationen steuert ein Steuermodul die Positionierung des ersten Ventils und die Einspritzrate des Reduktionsmittel-Ammoniakgas-Gemischs.In some configurations, a control module controls the positioning of the first valve and the rate of injection of the reductant-ammonia gas mixture.

In einer anderen Form liefert die vorliegende Offenbarung ein Abgasnachbehandlungssystem, das einen Reduktionsmitteltank umfasst, der ein flüssiges Reduktionsmittel, eine Ammoniakgasquelle, einen Luftbehälter, eine erste Leitung, eine zweite Leitung und eine dritte Leitung enthält. Der Luftbehälter erleichtert die Einspritzung des flüssigen Reduktionsmittels und/oder des Ammoniakgases in einen Abgasstrom. Die erste Leitung führt das flüssige Reduktionsmittel vom Reduktionsmitteltank zum Abgasstrom. Die zweite Leitung führt das Ammoniakgas von der Ammoniakgasquelle zum Abgasstrom. Die dritte Leitung führt ein Medium vom Luftbehälter zum Abgasstrom.In another form, the present disclosure provides an exhaust aftertreatment system that includes a reductant tank that includes a liquid reductant, an ammonia gas source, an air tank, a first conduit, a second conduit, and a third conduit. The air tank facilitates the injection of the liquid reducing agent and / or the ammonia gas into an exhaust gas stream. The first line carries the liquid reducing agent from the reducing agent tank to the exhaust gas stream. The second line carries the ammonia gas from the ammonia gas source to the exhaust stream. The third line carries a medium from the air tank to the exhaust stream.

In einigen Konfigurationen enthält das Abgasnachbehandlungssystem einen Injektor, der das Ammoniakgas von der zweiten Leitung und die Luft von der dritten Leitung erhält. Die zweite und dritte Leitung können stromaufwärts des Injektors miteinander verbunden sein.In some configurations, the exhaust aftertreatment system includes an injector that receives the ammonia gas from the second conduit and the air from the third conduit. The second and third lines may be connected to each other upstream of the injector.

In einigen Konfigurationen pumpt eine Pumpe das Medium vom Luftbehälter zum Abgasstrom.In some configurations, a pump pumps the fluid from the air tank to the exhaust flow.

In einigen Konfigurationen erhält ein Injektor das flüssige Reduktionsmittel vom Reduktionsmitteltank über die erste Leitung und das Ammoniakgas von der Ammoniakgasquelle über die zweite Leitung und führt sowohl das Reduktionsmittel als auch das Ammoniakgas in einem dritten Modus in den Abgasstrom ein.In some configurations, an injector receives the liquid reductant from the reductant tank via the first conduit and the ammonia gas from the ammonia gas source via the second conduit and introduces both the reductant and the ammonia gas into the exhaust stream in a third mode.

In einigen Konfigurationen werden das flüssige Reduktionsmittel vom Reduktionsmitteltank und das Ammoniakgas von der Ammoniakgasquelle in einer Kammer innerhalb des Injektors gemischt.In some configurations, the reductant liquid reducing agent and the ammonia gas from the ammonia gas source are mixed in a chamber within the injector.

In einer anderen Form liefert die vorliegende Offenbarung eine Fördervorrichtung zur Zuführung eines Additivs in eine Mischeinrichtung einer Abgasanlage, worin mindestens ein erster Zuleitkanal, mindestens ein zweiter Zuleitkanal und ein Heizelement enthalten sind. Der zumindest eine erste Zuleitkanal enthält mindestens eine erste Zuführungsöffnung und der zumindest eine zweite Zuleitkanal enthält mindestens eine zweite Zuführungsöffnung. Das Heizelement ist mit dem mindestens einen ersten Zuleitkanal und/oder dem mindestens einen zweiten Zuleitkanal gekoppelt, um zumindest einen Teil des durch diesen Zuleitkanal zugeführten Additivs zu verdampfen. Der zweite Zuleitkanal kann frei von zur Verdampfung dienenden Heizelementen sein.In another form, the present disclosure provides a delivery device for feeding an additive into a mixing device of an exhaust system, wherein at least a first supply channel, at least a second supply channel and a heating element are included. The at least one first supply channel contains at least one first supply opening and the at least one second supply channel contains at least one second supply opening. The heating element is coupled to the at least one first supply channel and / or the at least one second supply channel in order to evaporate at least part of the additive supplied through this supply channel. The second supply channel may be free of heating elements serving for evaporation.

In einigen Konfigurationen ist der zumindest eine erste Zuleitkanal in einer ersten Zuführeinheit und der zumindest eine zweite Zuleitkanal in einer zweiten Zuführeinheit angeordnet.In some configurations, the at least one first supply channel is arranged in a first supply unit and the at least one second supply channel is arranged in a second supply unit.

In einigen Konfigurationen sind die erste und die zweite Zuführeinheit zusammen in einem Gehäuse eingebaut oder die erste und die zweite Zuführeinheit sind jeweils in einem separaten Gehäuse untergebracht.In some configurations, the first and second feed units are assembled together in a housing or the first and second feed units are each housed in a separate housing.

In einigen Konfigurationen umfasst die Fördervorrichtung eine Abgasanlage.In some configurations, the conveyor includes an exhaust system.

In einigen Konfigurationen enthält die Abgasanlage eine Mischeinrichtung.In some configurations, the exhaust system includes a mixer.

In einer anderen Form liefert die vorliegende Offenbarung ein Verfahren zur Einführung eines Additivs in eine Abgasanlage unter Verwendung einer Fördervorrichtung. Das Verfahren umfasst die Zuführung des Additivs durch einen ersten, eine erste Zuführungsöffnung aufweisenden Zuleitkanal und/oder einen zweiten, eine zweite Zuführungsöffnung aufweisenden Zuleitkanal, wobei das Additiv bei seiner Zuführung zur Abgasanlage über den ersten Zuleitkanal zumindest teilweise verdampft und bei seiner Zuführung über den zweiten Kanal in flüssigem Zustand eingeleitet wird.In another form, the present disclosure provides a method of introducing an additive into an exhaust system using a conveyor. The method comprises feeding the additive through a first feed channel having a first feed opening and / or a second feed channel having a second feed opening, the additive evaporating at least partially when it is fed to the exhaust system via the first feed channel and being supplied via the second feed channel Channel is initiated in the liquid state.

In einigen Konfigurationen wird das Additiv zumindest teilweise stromaufwärts des ersten Zuleitkanals und/oder im ersten Zuleitkanal verdampft.In some configurations, the additive is evaporated at least partially upstream of the first supply passage and / or in the first supply passage.

In einigen Konfigurationen wird mindestens ein Anteil von 50 bis 80% oder 70% der Masse des durch den ersten Zuleitkanal geführten oder in die erste Zuführungsöffnung geleiteten Additivs verdampft.In some configurations, at least a portion of 50 to 80% or 70% of the mass of the additive passed through the first feed passage or directed into the first feed port is vaporized.

In einigen Konfigurationen werden zwischen 60 g/h und 600 g/h Additiv dem Abgas durch den ersten Zuleitkanal zugeführt.In some configurations, between 60 g / h and 600 g / h of additive is supplied to the exhaust gas through the first supply passage.

In einigen Konfigurationen wird eine Harnstoff-Wasser-Lösung oder eine Wasser-Ammoniak-Lösung als Additiv verwendet. In some configurations, a urea-water solution or a water-ammonia solution is used as an additive.

In einer anderen Form liefert die vorliegende Offenbarung ein Abgasnachbehandlungssystem, das einen Reduktionsmitteltank, ein Reaktorsystem, einen Speichertank, eine erste Leitung und eine zweite Leitung umfassen kann. Das Reaktorsystem kann Reduktionsmittel vom Reduktionsmitteltank erhalten und Ammoniakgas ausgeben. Der Speichertank kann Ammoniakgas vom Reaktorsystem erhalten und ein Ammoniakgasvolumen speichern. Die erste Leitung kann Ammoniakgas vom Reaktorsystem zu einem Abgasstrom führen. Die erste Leitung kann den Speichertank umgehen. Die zweite Leitung kann Ammoniakgas vom Speichertank zum Abgasstrom führen.In another form, the present disclosure provides an exhaust aftertreatment system that may include a reductant tank, a reactor system, a storage tank, a first conduit, and a second conduit. The reactor system may receive reducing agent from the reducing agent tank and may output ammonia gas. The storage tank may receive ammonia gas from the reactor system and store an ammonia gas volume. The first line may carry ammonia gas from the reactor system to an exhaust stream. The first line can bypass the storage tank. The second line may carry ammonia gas from the storage tank to the exhaust stream.

In einigen Konfigurationen könnte das Reaktorsystem zum Beispiel ein Elektrolyse-Reaktorsystem sein.For example, in some configurations, the reactor system could be an electrolysis reactor system.

In einigen Konfigurationen sind die erste und die zweite Leitung an einer Stelle stromaufwärts eines Katalysators in dem Abgasstrom strömungsmäßig mit einem Abgasrohr verbunden.In some configurations, the first and second conduits are fluidly connected to an exhaust pipe at a location upstream of a catalyst in the exhaust stream.

In einigen Konfigurationen handelt es sich beim Katalysator um einen SCR-Katalysator für selektive katalytische Reduktion.In some configurations, the catalyst is an SCR catalyst for selective catalytic reduction.

In einigen Konfigurationen enthält das Abgasnachbehandlungssystem einen Partikelfilter und einen Oxidationskatalysator. Der Partikelfilter kann stromaufwärts der Stelle und des SCR-Katalysators angebracht sein. Der Oxidationskatalysator kann stromaufwärts des Partikelfilters angebracht sein.In some configurations, the exhaust aftertreatment system includes a particulate filter and an oxidation catalyst. The particulate filter may be located upstream of the site and the SCR catalyst. The oxidation catalyst may be disposed upstream of the particulate filter.

In einigen Konfigurationen enthält das Abgasnachbehandlungssystem einen ersten Wärmetauscher, der mit dem Reaktorsystem in einer Wärmeübertragungsbeziehung steht. Der erste Wärmetauscher kann Wärme vom Abgas zum Reaktorsystem übertragen.In some configurations, the exhaust aftertreatment system includes a first heat exchanger that is in a heat transfer relationship with the reactor system. The first heat exchanger can transfer heat from the exhaust to the reactor system.

In einigen Konfigurationen enthält das Abgasnachbehandlungssystem einen Abgaszuführungsdurchgang, der den Abgasstrom strömungsmäßig mit dem ersten Wärmetauscher verbindet, so dass Abgas vom Abgasstrom durch den ersten Wärmetauscher fließen kann.In some configurations, the exhaust aftertreatment system includes an exhaust gas supply passage that fluidly connects the exhaust gas flow to the first heat exchanger such that exhaust gas from the exhaust flow may flow through the first heat exchanger.

In einigen Konfigurationen enthält der Abgaszuführungsdurchgang ein Ventil, das den Fluidstrom dort hindurch steuert.In some configurations, the exhaust feed passage includes a valve that controls the flow of fluid therethrough.

In einigen Konfigurationen enthält das Abgasnachbehandlungssystem auch einen Abgasrückleitungsdurchgang, der den Abgasstrom und den ersten Wärmetauscher strömungsmäßig verbindet. Die Abgaszuführungs- und -rückleitungsdurchgänge können mit dem Abgasstrom stromaufwärts eines Katalysators in dem Abgasstrom verbunden sein.In some configurations, the exhaust aftertreatment system also includes an exhaust gas recirculation passage that fluidly connects the exhaust flow and the first heat exchanger. The exhaust gas supply and return passages may be connected to the exhaust gas stream upstream of a catalyst in the exhaust gas stream.

In einigen Konfigurationen enthält das Abgasnachbehandlungssystem ein elektrisches Heizelement, das mit dem Reaktorsystem in einer Wärmeübertragungsbeziehung steht.In some configurations, the exhaust aftertreatment system includes an electrical heating element that is in a heat transfer relationship with the reactor system.

In einigen Konfigurationen enthält das Abgasnachbehandlungssystem einen zweiten Wärmetauscher, in dem Wärme vom Abgasstrom auf ein Arbeitsfluid übertragen wird. Der erste und der zweite Wärmetauscher können strömungsmäßig miteinander verbunden sein, so dass sie dazwischen einen ersten Strom des Arbeitsfluids ermöglichen.In some configurations, the exhaust aftertreatment system includes a second heat exchanger in which heat is transferred from the exhaust stream to a working fluid. The first and second heat exchangers may be fluidly connected to each other so as to allow a first flow of the working fluid therebetween.

In einigen Konfigurationen ist der zweite Wärmetauscher strömungsmäßig mit einem Motor verbunden, um dazwischen einen zweiten Strom des Arbeitsfluids zu ermöglichen.In some configurations, the second heat exchanger is fluidly connected to a motor to allow a second flow of the working fluid therebetween.

In einigen Konfigurationen enthält das Abgasnachbehandlungssystem ein den ersten und zweiten Strom des Arbeitsfluids steuerndes Ventil.In some configurations, the exhaust aftertreatment system includes a valve controlling the first and second streams of the working fluid.

In einigen Konfigurationen enthält das Abgasnachbehandlungssystem zur Wärmeübertragung vom Abgas zum Arbeitsfluid einen Rankine-Kreis. Der erste Wärmetauscher kann das Arbeitsfluid erhalten und Wärme vom Arbeitsfluid zum Reaktorsystem übertragen.In some configurations, the exhaust after-treatment system for heat transfer from the exhaust gas to the working fluid includes a Rankine cycle. The first heat exchanger may receive the working fluid and transfer heat from the working fluid to the reactor system.

In einigen Konfigurationen enthält das Abgasnachbehandlungssystem einen ersten Wärmetauscher, der mit dem Reaktorsystem in einer Wärmeübertragungsbeziehung steht. Der erste Wärmetauscher kann strömungsmäßig mit einem Motor verbunden sein, um dazwischen eine Übertragung eines Arbeitsfluids zu ermöglichen. Der erste Wärmetauscher kann Wärme vom Arbeitsfluid zum Reaktorsystem übertragen.In some configurations, the exhaust aftertreatment system includes a first heat exchanger that is in a heat transfer relationship with the reactor system. The first heat exchanger may be fluidly connected to a motor to permit transfer of a working fluid therebetween. The first heat exchanger can transfer heat from the working fluid to the reactor system.

In einigen Konfigurationen enthält das Abgasnachbehandlungssystem einen zweiten Wärmetauscher, der mit dem Reduktionsmitteltank in einer Wärmeübertragungsbeziehung steht, wobei der zweite Wärmetauscher Wärme vom Abgas auf den Reduktionsmitteltank überträgt, sowie ein Ventil, das die Ströme eines Wärmeübertragungsmediums durch den ersten und zweiten Wärmetauscher steuert.In some configurations, the exhaust aftertreatment system includes a second heat exchanger that communicates with the reductant tank in a heat transfer relationship, the second heat exchanger transfers heat from the exhaust gas to the reductant tank, and a valve that controls the flows of a heat transfer medium through the first and second heat exchangers.

In einigen Konfigurationen enthält das Reaktorsystem eine Elektrolyse-Reaktoreinheit und eine stromabwärts der Elektrolyse-Reaktoreinheit angebrachte Abscheidungseinheit (die zum Beispiel Wasser oder Elektrolyt abscheidet).In some configurations, the reactor system includes an electrolysis reactor unit and a deposition unit (eg, depositing water or electrolyte) downstream of the electrolysis reactor unit.

In einigen Konfigurationen enthält das Abgasnachbehandlungssystem einen Wärmetauscher in einer Wärmeübertragungsbeziehung mit der Elektrolyse-Reaktoreinheit und einen weiteren Wärmetauscher in einer Wärmeübertragungsbeziehung mit dem Wasserabscheider. Die Wärmetauscher können Wärme vom Abgas zur Elektrolyse-Reaktoreinheit und zum Wasserabscheider übertragen. In some configurations, the exhaust aftertreatment system includes a heat exchanger in a heat transfer relationship with the electrolysis reactor unit and another heat exchanger in a heat transfer relationship with the water separator. The heat exchangers can transfer heat from the exhaust gas to the electrolysis reactor unit and to the water separator.

In einer anderen Form liefert die vorliegende Offenbarung ein Abgasnachbehandlungssystem, das einen Reduktionsmitteltank, ein Reaktorsystem, eine Leitung, einen ersten Wärmetauscher, einen zweiten Wärmetauscher und ein Ventil enthalten kann. Das Reaktorsystem kann Reduktionsmittel vom Reduktionsmitteltank erhalten und Ammoniakgas ausgeben. Die Leitung kann Ammoniakgas vom Reaktorsystem zu einem Abgasstrom führen. Der erste Wärmetauscher kann mit dem Reaktorsystem in einer Wärmeübertragungsbeziehung stehen. Der erste Wärmetauscher kann Wärme vom Abgas zum Reaktorsystem übertragen. Der zweite Wärmetauscher kann mit dem Reduktionsmitteltank in einer Wärmeübertragungsbeziehung stehen. Der zweite Wärmetauscher kann Wärme vom Abgas zum Reduktionsmitteltank übertragen. Das Ventil kann die Ströme eines Wärmeübertragungsmediums durch den ersten und den zweiten Wärmetauscher steuern.In another form, the present disclosure provides an exhaust aftertreatment system that may include a reductant tank, a reactor system, a conduit, a first heat exchanger, a second heat exchanger, and a valve. The reactor system may receive reducing agent from the reducing agent tank and may output ammonia gas. The line may carry ammonia gas from the reactor system to an exhaust stream. The first heat exchanger may be in a heat transfer relationship with the reactor system. The first heat exchanger can transfer heat from the exhaust to the reactor system. The second heat exchanger may be in a heat transfer relationship with the reducing agent tank. The second heat exchanger can transfer heat from the exhaust gas to the reducing agent tank. The valve may control the flows of a heat transfer medium through the first and second heat exchangers.

In einigen Konfigurationen enthält das Abgasnachbehandlungssystem einen Speichertank, der Ammoniakgas vom Reaktorsystem erhält und ein Ammoniakgasvolumen speichert, eine den Speichertank umgehende erste Leitung, die Ammoniakgas vom Reaktorsystem zu einem Abgasstrom führt und eine zweite, Ammoniakgas vom Speichertank zum Abgasstrom führende Leitung, wobei die erste und die zweite Leitung strömungsmäßig mit einem Injektor verbunden sind, der stromaufwärts eines Katalysators im Abgasstrom montiert ist.In some configurations, the exhaust aftertreatment system includes a storage tank receiving ammonia gas from the reactor system and storing an ammonia gas volume, a first conduit bypassing the storage tank carrying ammonia gas from the reactor system to an exhaust gas stream, and a second conduit carrying ammonia gas from the storage tank to the exhaust gas flow, the first and second the second conduit is fluidly connected to an injector mounted upstream of a catalyst in the exhaust stream.

In einigen Konfigurationen enthält das Abgasnachbehandlungssystem einen Abgasdurchgang, der den Abgasstrom strömungsmäßig mit dem ersten und dem zweiten Wärmetauschern verbindet, so dass Abgas vom Abgasstrom durch den ersten und den zweiten Wärmetauscher fließen kann.In some configurations, the exhaust aftertreatment system includes an exhaust passage that fluidly connects the exhaust flow to the first and second heat exchangers so that exhaust from the exhaust flow may flow through the first and second heat exchangers.

In einigen Konfigurationen enthält das Abgasnachbehandlungssystem einen dritten Wärmetauscher, in dem Wärme vom Abgasstrom zu einem Arbeitsfluid übertragen wird. Der erste und der zweite Wärmetauscher können strömungsmäßig mit dem dritten Wärmetauscher verbunden sein, so dass das Arbeitsfluid sowohl zwischen dem ersten und dritten Wärmetauscher als auch zwischen dem zweiten und dritten Wärmetauscher fließen kann.In some configurations, the exhaust aftertreatment system includes a third heat exchanger in which heat is transferred from the exhaust stream to a working fluid. The first and second heat exchangers may be fluidly connected to the third heat exchanger so that the working fluid may flow between both the first and third heat exchangers and between the second and third heat exchangers.

In einigen Konfigurationen ist der dritte Wärmetauscher strömungsmäßig mit einem Motor verbunden, so dass dazwischen das Arbeitsfluid strömen kann.In some configurations, the third heat exchanger is fluidly connected to a motor so that the working fluid can flow therebetween.

In einigen Konfigurationen enthält das Abgasnachbehandlungssystem ein elektrisches Heizelement, das mit dem Reaktorsystem in einer die Wärmeübertragungsbeziehung steht.In some configurations, the exhaust aftertreatment system includes an electrical heating element that is in heat transfer relationship with the reactor system.

In einer anderen Form liefert die vorliegende Offenbarung ein Verfahren zur Behandlung des von einem Verbrennungsmotor ausgestoßenen Abgases. Das Verfahren kann die Erzeugung von Ammoniakgas von einem Reduktionsmittel umfassen, wobei ein erster Teil des Ammoniakgases in einem Behälter gespeichert wird, ein zweiter, strömungsmäßig vom Behälter getrennter Teil des Ammoniakgases in einen Abgasstrom geleitet wird und Ammoniakgas bei einem Kaltstart des Verbrennungsmotors vom Behälter in den Abgasstrom eingeleitet wird.In another form, the present disclosure provides a method of treating the exhaust gas emitted from an internal combustion engine. The method may include generating ammonia gas from a reductant, wherein a first portion of the ammonia gas is stored in a vessel, a second portion of the ammonia gas fluidly separated from the vessel is directed into an exhaust stream, and ammonia gas is passed from the vessel into the exhaust during a cold start of the internal combustion engine Exhaust gas flow is initiated.

In einigen Konfigurationen wird der zweite Teil des Ammoniakgases durch eine Öffnung (zum Beispiel einen Injektor, eine Düse, ein Loch usw.) in den Abgasstrom eingeführt und Ammoniakgas vom Behälter wird dem Abgasstrom durch die gleiche Öffnung zugeführt.In some configurations, the second portion of the ammonia gas is introduced into the exhaust stream through an orifice (eg, an injector, a nozzle, a hole, etc.) and ammonia gas from the tank is supplied to the exhaust stream through the same opening.

In einigen Konfigurationen enthält das Verfahren eine Wärmeübertragung vom Abgas zu einem Reaktorsystem, welches das Ammoniakgas erzeugt.In some configurations, the method includes heat transfer from the exhaust gas to a reactor system that generates the ammonia gas.

In einigen Konfigurationen wird durch das Verfahren ein erster Wärmetauscher, der mit dem Reaktorsystem in einer Wärmeübertragungsbeziehung steht, bereitgestellt, sowie ein Rankine-Kreis zur Wärmeübertragung vom Abgas zum Arbeitsfluid. Der erste Wärmetauscher kann das Arbeitsfluid aufnehmen und Wärme vom Arbeitsfluid zum Reaktorsystem übertragen.In some configurations, the method provides a first heat exchanger in a heat transfer relationship with the reactor system, and a Rankine cycle for transferring heat from the exhaust gas to the working fluid. The first heat exchanger can receive the working fluid and transfer heat from the working fluid to the reactor system.

In einigen Konfigurationen wird durch das Verfahren ein erster Wärmetauscher, der mit dem Reaktorsystem in einer Wärmeübertragungsbeziehung steht, bereitgestellt. Der erste Wärmetauscher kann strömungsmäßig mit dem Verbrennungsmotor verbunden sein und somit dazwischen eine Übertragung eines Arbeitsfluids ermöglichen. Der erste Wärmetauscher kann Wärme vom Arbeitsfluid zum Reaktorsystem übertragen.In some configurations, the method provides a first heat exchanger in a heat transfer relationship with the reactor system. The first heat exchanger may be fluidly connected to the internal combustion engine and thus allow transfer of a working fluid therebetween. The first heat exchanger can transfer heat from the working fluid to the reactor system.

In einigen Konfigurationen wird durch das Verfahren ein erster Wärmetauscher, der mit dem Reaktorsystem in einer Wärmeübertragungsbeziehung steht, bereitgestellt. Die Wärmeübertragung vom Abgas zu einem Reaktorsystem kann die Umleitung von Abgas durch den ersten Wärmetauscher beinhalten.In some configurations, the method provides a first heat exchanger in a heat transfer relationship with the reactor system. The heat transfer from the exhaust gas to a reactor system may include the diversion of exhaust gas through the first heat exchanger.

In einigen Konfigurationen beinhaltet die Wärmeübertragung vom Abgas zum Reaktorsystem Wärmeübertragung vom Abgas zu einem Arbeitsfluid mit nachfolgender Wärmeübertragung vom Arbeitsfluid zum Reaktorsystem. In some configurations, heat transfer from the exhaust gas to the reactor system includes heat transfer from the exhaust gas to a working fluid with subsequent heat transfer from the working fluid to the reactor system.

In einigen Konfigurationen wird durch das Verfahren ein erster Wärmetauscher, der mit dem Reaktorsystem in einer Wärmeübertragungsbeziehung steht, bereitgestellt, sowie ein zweiter Wärmetauscher, in dem Wärme vom Abgasstrom zum Arbeitsfluid übertragen wird. Der erste und der zweite Wärmetauscher sind strömungsmäßig miteinander verbunden, um dazwischen einen ersten Strom des Arbeitsfluids zu ermöglichen.In some configurations, the method provides a first heat exchanger in heat transfer relationship with the reactor system and a second heat exchanger in which heat is transferred from the exhaust stream to the working fluid. The first and second heat exchangers are fluidly connected to each other to allow a first flow of the working fluid therebetween.

In einigen Konfigurationen ist der zweite Wärmetauscher strömungsmäßig mit dem Verbrennungsmotor verbunden, um dazwischen einen zweiten Strom des Arbeitsfluids zu ermöglichen.In some configurations, the second heat exchanger is fluidly connected to the internal combustion engine to allow a second flow of the working fluid therebetween.

In einigen Konfigurationen umfasst das Verfahren eine von Betriebsparametern des Verbrennungsmotors abhängige Steuerung des ersten und zweiten Stroms des Arbeitsfluids.In some configurations, the method includes controlling, based on operating parameters of the internal combustion engine, the first and second streams of the working fluid.

In einigen Konfigurationen umfasst das Verfahren ein Heizen des Reaktorsystems mit einem elektrischen Heizelement.In some configurations, the method includes heating the reactor system with an electrical heating element.

In einer anderen Form liefert die vorliegende Offenbarung einen Injektor für ein Abgasnachbehandlungssystem. Der Injektor kann einen Injektorkörper mit einem ersten, zweiten, dritten, vierten und fünften Port enthalten. Der erste Port kann strömungsmäßig mit dem dritten und dem fünften Port verbunden sein. Der zweite Port kann strömungsmäßig mit dem vierten Port verbunden sein. Der zweite und der vierte Port können strömungsmäßig vom ersten, dritten und fünften Port getrennt sein. Der Injektorkörper kann einen Zapfen enthalten, der zwischen einer geschlossenen, den Fluidstrom durch den fünften Port verhindernden Position und einer offenen, den Fluidstrom durch den fünften Port erlaubenden Position bewegt werden kann.In another form, the present disclosure provides an injector for an exhaust aftertreatment system. The injector may include an injector body having first, second, third, fourth and fifth ports. The first port may be fluidly connected to the third and fifth ports. The second port may be fluidly connected to the fourth port. The second and fourth ports may be fluidly separated from the first, third and fifth ports. The injector body may include a pin which is movable between a closed position preventing fluid flow through the fifth port and an open position allowing fluid flow through the fifth port.

In einigen Konfigurationen ist der erste Port strömungsmäßig an einer Leitung flüssigen Reduktionsmittels angeschlossen und der zweite Port ist strömungsmäßig an einer gasförmiges Ammoniak führenden Leitung angeschlossen.In some configurations, the first port is fluidly connected to a conduit of liquid reductant and the second port is fluidly connected to a gaseous ammonia carrying conduit.

In einigen Konfigurationen bildet der dritte Port einen Auslass für flüssiges Reduktionsmittel, an dem strömungsmäßig eine Rückleitung zu einem Tank flüssigen Reduktionsmittels angeschlossen ist.In some configurations, the third port forms a liquid reductant outlet to which is fluidly connected a return line to a tank of liquid reductant.

In einigen Konfigurationen ist der vierte Port durch einen den fünften Port umgebenden Außenringbund festgelegt.In some configurations, the fourth port is defined by an outer ring collar surrounding the fifth port.

In einigen Konfigurationen enthält der Injektor einen sich vom Injektorkörper erstreckenden Zwischenringbund. Der Zwischenringbund wird von dem Außenringbund umgeben und definiert zusammenwirkend mit dem Außenringbund den vierten Port.In some configurations, the injector includes an intermediate collar extending from the injector body. The intermediate annular collar is surrounded by the outer annular collar and, cooperating with the outer annular collar, defines the fourth port.

In einigen Konfigurationen enthält der Injektor einen rohrförmigen Innenkörper, den der Zwischenringbund umgibt. Der rohrförmige Innenkörper kann zusammenwirkend mit dem Zwischenringbund einen ringförmigen, strömungsmäßig mit dem ersten Port verbundenen ringförmigen Durchgang bilden. Der rohrförmige Innenkörper kann einen inneren, strömungsmäßig mit dem dritten Port verbundenen inneren Durchgang bilden.In some configurations, the injector includes a tubular inner body that the intermediate collar surrounds. The tubular inner body may cooperatively form, with the intermediate collar, an annular passageway fluidly connected to the first port. The tubular inner body may form an inner, fluidly connected to the third port inner passage.

In einigen Konfigurationen ist der Zapfen innerhalb des inneren Durchgangs angeordnet.In some configurations, the pin is disposed within the inner passage.

In einer anderen Form liefert die vorliegende Offenbarung einen anderen Injektor für ein Abgasnachbehandlungssystem. Der Injektor kann einen Außenkörper und einen Zapfen enthalten. Der Außenkörper kann einen Flüssigkeitseinleitungs-Port zur Aufnahme flüssigen Reduktionsmittels, einen Gaseinleitungs-Port zur Aufnahme von Ammoniakgas, einen Flüssigkeitsauslass-Port, durch den das flüssige Reduktionsmittel den Injektor verlässt, und einen Gasauslass-Port, durch den das Ammoniakgas den Injektor verlässt, enthalten. Der Zapfen ist innerhalb des Außenkörpers angeordnet und kann zwischen einer offenen Position, die der Fluidstrom durch den Flüssigkeitsauslass-Port erlaubt, und einer geschlossenen Position, die der Fluidstrom durch den Flüssigkeitsauslass-Port verhindert, bewegt werden.In another form, the present disclosure provides another injector for an exhaust aftertreatment system. The injector may include an outer body and a pin. The outer body may include a liquid introduction port for receiving liquid reducing agent, a gas introduction port for receiving ammonia gas, a liquid outlet port through which the liquid reducing agent leaves the injector, and a gas outlet port through which the ammonia gas exits the injector , The spigot is disposed within the outer body and may be moved between an open position that allows fluid flow through the fluid outlet port and a closed position that prevents fluid flow through the fluid outlet port.

In einigen Konfigurationen hat der Gasauslass-Port die Form eines den Flüssigkeitsauslass-Port umgebenden Ringbunds.In some configurations, the gas outlet port is in the form of a collar surrounding the fluid outlet port.

In einigen Konfigurationen ist der Gasauslass-Port ein ringförmiger Port, der den Flüssigkeitsauslass-Port umgibt.In some configurations, the gas outlet port is an annular port surrounding the fluid outlet port.

In einigen Konfigurationen enthält der Ringbund eine ringförmige, den Zapfen teilweise umschließende Vertiefung, die strömungsmäßig mit dem Gaseinleitungs-Port und dem Gasauslass-Port in Verbindung steht. Die ringförmige Vertiefung kann axial vom Flüssigkeitsauslass-Port beabstandet sein.In some configurations, the collar includes an annular recess partially surrounding the pin, which communicates with the gas inlet port and the gas outlet port in fluid communication. The annular recess may be axially spaced from the liquid outlet port.

In einigen Konfigurationen enthält der Außenkörper einen Flüssigkeitsrückleitungs-Port.In some configurations, the outer body includes a liquid return port.

In einigen Konfigurationen ist der Flüssigkeitsrückleitungs-Port strömungsmäßig mit dem im Außenkörper angeordneten inneren Durchgang verbunden.In some configurations, the liquid return port is fluidly connected to the inner passage disposed in the outer body.

In einigen Konfigurationen ist der Zapfen zumindest teilweise im inneren Durchgang angeordnet. In some configurations, the pin is at least partially disposed in the inner passageway.

In einigen Konfigurationen enthält der Außenkörper einen ersten Ringbund, der einen ersten ringförmigen Durchgang definiert, der zumindest teilweise einen Teil des inneren Durchgangs umgibt. Der erste ringförmige Durchgang kann den Flüssigkeitszuleitungs-Port strömungsmäßig mit dem Flüssigkeitsauslass-Port verbinden.In some configurations, the outer body includes a first annular collar that defines a first annular passage that at least partially surrounds a portion of the inner passageway. The first annular passage may fluidly connect the fluid supply port to the fluid outlet port.

In einigen Konfigurationen enthält der Außenkörper einen zweiten Ringbund, der zusammenwirkend mit dem ersten Ringbund den Gasauslass-Port definiert.In some configurations, the outer body includes a second annular collar that defines the gas outlet port in cooperation with the first annular collar.

In einigen Konfigurationen ist der Gasauslass-Port ein zweiter ringförmiger Durchgang, der zumindest einen Teil des ersten ringförmigen Durchgangs zumindest teilweise umgibt.In some configurations, the gas outlet port is a second annular passage that at least partially surrounds at least a portion of the first annular passageway.

Weitere Anwendungsbereiche ergeben sich aus der hier bereitgestellten Beschreibung. Die Beschreibung und die speziellen Beispiele dieser Kurzdarstellung dienen nur zur Veranschaulichung und sollen in keiner Weise den Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung beschränken.Further areas of application emerge from the description provided here. The description and specific examples of this summary are by way of illustration only and are not intended to limit the scope of the present disclosure in any way.

Figurenlistelist of figures

Die hier beschriebenen Zeichnungen dienen nur zur Veranschaulichung ausgewählter Ausführungsformen und nicht aller möglichen Implementierungen und sollen den Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung in keiner Weise einschränken.

  • ist eine schematische Darstellung eines Abgasnachbehandlungssystems, das ein Elektrolyse-Reaktorsystem und einen Ammoniakgas-Speichertank nach den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung enthält.
  • ist eine schematische Darstellung eines anderen Abgasnachbehandlungssystems, das ein Elektrolyse-Reaktorsystem und einen Ammoniakgas-Speichertank nach den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung enthält.
  • ist eine schematische Darstellung eines weiteren Abgasnachbehandlungssystems, das ein Elektrolyse-Reaktorsystem und einen Ammoniakgas-Speichertank nach den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung enthält.
  • ist eine schematische Darstellung eines weiteren Abgasnachbehandlungssystems, das ein Elektrolyse-Reaktorsystem und einen Ammoniakgas-Speichertank nach den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung enthält.
  • ist eine schematische Darstellung eines weiteren Abgasnachbehandlungssystems, das ein Elektrolyse-Reaktorsystem und einen Ammoniakgas-Speichertank nach den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung enthält.
  • ist eine schematische Darstellung eines weiteren Abgasnachbehandlungssystems, das ein SCR-System nach den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung enthält.
  • ist eine räumliche Darstellung eines Injektors, welcher im Abgasnachbehandlungssystem von eingebaut werden kann.
  • zeigt eine Schnittzeichnung des Injektors von .
  • ist eine schematische Darstellung einer anderen Konfiguration des Injektors der und .
  • zeigt eine Schnittzeichnung eines anderen Injektors, der im Abgasnachbehandlungssystem von eingebaut werden kann.
  • zeigt eine schematische Darstellung eines weiteren Abgasnachbehandlungssystems mit einer Einspritzvorrichtung nach den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung.
  • zeigt eine schematische Darstellung eines weiteren Abgasnachbehandlungssystem mit einer abwechselnd arbeitenden Einspritzvorrichtung.
The drawings described herein are merely illustrative of selected embodiments and not all possible implementations, and are not intended to limit the scope of the present disclosure in any way.
  • FIG. 10 is a schematic illustration of an exhaust aftertreatment system including an electrolysis reactor system and an ammonia gas storage tank in accordance with the principles of the present disclosure.
  • FIG. 12 is a schematic representation of another exhaust after-treatment system including an electrolysis reactor system and an ammonia gas storage tank in accordance with the principles of the present disclosure. FIG.
  • FIG. 10 is a schematic representation of another exhaust aftertreatment system including an electrolysis reactor system and an ammonia gas storage tank in accordance with the principles of the present disclosure. FIG.
  • FIG. 10 is a schematic representation of another exhaust aftertreatment system including an electrolysis reactor system and an ammonia gas storage tank in accordance with the principles of the present disclosure. FIG.
  • FIG. 10 is a schematic representation of another exhaust aftertreatment system including an electrolysis reactor system and an ammonia gas storage tank in accordance with the principles of the present disclosure. FIG.
  • FIG. 12 is a schematic illustration of another exhaust after-treatment system incorporating an SCR system in accordance with the principles of the present disclosure. FIG.
  • is a perspective view of an injector, which in the exhaust aftertreatment system of can be installed.
  • shows a sectional drawing of the injector of ,
  • is a schematic representation of another configuration of the injector of and ,
  • shows a sectional view of another injector, the exhaust aftertreatment system of can be installed.
  • FIG. 12 is a schematic illustration of another exhaust after-treatment system having an injector according to the principles of the present disclosure. FIG.
  • shows a schematic representation of another exhaust aftertreatment system with an alternately operating injection device.

Sich entsprechende Bezugsnummern zeigen sich entsprechende Teile in den verschiedenen Ansichten der Zeichnungen.Corresponding reference numbers show corresponding parts in the various views of the drawings.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNGDETAILED DESCRIPTION

Es werden nun unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen Ausführungsbeispiele ausführlicher beschrieben.Embodiments will now be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

Es werden beispielhafte Ausführungsformen bereitgestellt, so dass diese Offenbarung gründlich ist und dem Fachmann den Schutzumfang vollständig übermittelt. Es werden zahlreiche spezielle Details angeführt, wie z. B. Beispiele für spezielle Komponenten, Vorrichtungen und Verfahren, um ein gründliches Verständnis der Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung bereitzustellen. Für den Fachmann liegt auf der Hand, dass die speziellen Details nicht eingesetzt werden müssen, dass beispielhafte Ausführungsformen in vielen verschiedenen Formen ausgestaltet werden können und dass keine als den Schutzumfang der Offenbarung einschränkend ausgelegt werden soll. Bei einigen Ausführungsbeispielen werden allseits bekannte Verfahren, allseits bekannte Vorrichtungsstrukturen und allseits bekannte Technologien nicht ausführlich beschrieben.Exemplary embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and fully convey the scope of protection to those skilled in the art. Numerous special details are given, such as: B. Examples of specific components, devices, and methods to provide a thorough understanding of the embodiments of the present disclosure. It will be obvious to those skilled in the art that the specific details are not to be employed, that exemplary embodiments may be embodied in many different forms, and that neither should be construed as limiting the scope of the disclosure. In some embodiments, well-known methods, well-known device structures, and well-known technologies are not described in detail.

Die hier verwendete Terminologie dient nur zum Zweck der Beschreibung bestimmter Ausführungsbeispiele und soll nicht als Einschränkung verstanden werden. Wie hier verwendet wird, sollen die Singularformen „ein“, „eine“ und „der/die/das“ auch die Pluralformen umfassen, sofern der Kontext nicht ausdrücklich etwas anderes angibt. Die Ausdrücke „umfasst“, „umfassen(d)“, „enthalten(d)“ und „aufweisen(d)“ sind inklusiv gemeint und geben deshalb das Vorhandensein von angeführten Merkmalen, ganzen Zahlen, Schritten, Arbeitsgängen, Elementen und/oder Komponenten an, schließen aber das Vorhandensein oder Hinzufügen von einem/einer oder mehreren anderen Merkmalen, ganzen Zahlen, Schritten, Arbeitsgängen, Elementen, Komponenten und/oder Gruppen derselben nicht aus. Die hier beschriebenen Verfahrensschritte, Verfahren und Arbeitsschritte dürfen nicht so verstanden werden, dass ihre Durchführung unbedingt in der speziellen erörterten oder dargestellten Reihenfolge erforderlich ist, sofern diese nicht spezifisch als die Reihenfolge der Durchführung angegeben ist. Es versteht sich ferner, dass weitere oder alternative Schritte angewendet werden können.The terminology used herein is for the purpose of describing particular Embodiments and should not be construed as limiting. As used herein, the singular forms "a,""an," and "the" should also include the plural forms unless the context expressly indicates otherwise. The terms "comprising", "comprising (d)", "containing (d)" and "having (d)" are meant to be inclusive and therefore indicate the presence of cited features, integers, steps, operations, elements and / or components but do not exclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, and / or groups thereof. The process steps, procedures and operations described herein should not be construed as necessarily requiring their performance in the particular order discussed or illustrated, unless specifically indicated as the order of performance. It is further understood that other or alternative steps may be used.

Wenn ein Element oder eine Schicht als „an“, „in Eingriff mit“, „verbunden mit“ oder „gekoppelt mit“ einem anderen Element oder einer anderen Schicht beschrieben ist, kann es bzw. sie direkt an dem anderen Element oder der anderen Schicht, in Eingriff damit, verbunden damit oder gekoppelt damit sein, oder es können dazwischenliegende Elemente oder Schichten vorhanden sein. Wenn hingegen ein Element als „direkt an“, „direkt in Eingriff mit“, „direkt verbunden mit“ oder „direkt gekoppelt mit“ einem anderen Element oder einer anderen Schicht beschrieben wird, können keine dazwischenliegenden Elemente oder Schichten vorhanden sein. Ein anderer Wortlaut, der zur Beschreibung der Beziehung zwischen Elementen verwendet wird, sollte auf eine ähnliche Weise interpretiert werden (beispielsweise „zwischen“ versus „direkt zwischen“, „neben“ versus „direkt neben“ usw.). Wie hier verwendet, umfasst der Begriff „und/oder“ beliebige und alle Kombinationen aus einem oder mehreren der zugeordneten aufgelisteten Objekte.When an element or layer is described as being "on," "engaged with," "connected to," or "coupled with" another element or layer, it may be directly attached to the other element or layer in engagement with, connected to, or coupled to, or intervening elements or layers may be present. Conversely, when an element is described as being "directly on," "directly engaged with," "directly connected to," or "directly coupled to" another element or layer, there may be no intervening elements or layers. Another wording used to describe the relationship between elements should be interpreted in a similar manner (eg, "between" versus "directly between," "beside" versus "directly next to", etc.). As used herein, the term "and / or" includes any and all combinations of one or more of the associated listed objects.

Obwohl hier die Begriffe erster, zweiter, dritter etc. zur Beschreibung verschiedener Elemente, Komponenten, Bereiche, Schichten und/oder Abschnitte verwendet werden können, sollten diese Elemente, Komponenten, Bereiche, Schichten und/oder Abschnitte nicht durch diese Begriffe eingeschränkt werden. Diese Begriffe können nur dazu verwendet werden, ein Element, eine Komponente, einen Bereich, eine Schicht oder einen Abschnitt von einem anderen Bereich, einer anderen Schicht oder einem anderen Abschnitt zu unterscheiden. Begriffe wie „erster“, „zweiter“ und sonstige hier verwendete numerische Begriffe implizieren keine Abfolge oder Reihenfolge, sofern dies nicht eindeutig aus dem Kontext hervorgeht. Somit könnte ein erstes Element, eine erste Komponente, ein erster Bereich, eine erste Schicht oder ein erster Abschnitt, die nachstehend erörtert werden, als ein zweites Element, eine zweite Komponente, ein zweiter Bereich, eine zweite Schicht oder ein zweiter Abschnitt bezeichnet werden, ohne von den Lehren der beispielhaften Ausführungsformen abzuweichen.Although the terms first, second, third, etc. may be used herein to describe various elements, components, regions, layers, and / or sections, these elements, components, regions, layers, and / or sections should not be limited by these terms. These terms can only be used to distinguish one element, component, region, layer, or section from another section, layer, or section. Terms such as "first," "second," and any other numerical terms used herein do not imply a sequence or order unless clearly indicated by the context. Thus, a first element, a first component, a first region, a first layer, or a first portion discussed below may be referred to as a second element, a second component, a second region, a second layer, or a second region. without departing from the teachings of the exemplary embodiments.

Räumlich bezogene Begriffe wie „innerer“, „äußerer“, „unterhalb“, „unter“, „unterer“, „über“, „oberer“ und dergleichen können hier zur Vereinfachung der Beschreibung verwendet werden, um die Beziehung eines Elements oder eines Merkmals zu einem oder mehreren anderen Elementen oder Merkmalen, wie in den Figuren veranschaulicht, zu beschreiben. Mit räumlich bezogenen Begriffen kann bezweckt werden, zusätzlich zu der in den Figuren dargestellten Ausrichtung verschiedene Ausrichtungen der Vorrichtung im Gebrauch oder Betrieb mit zu umfassen. Wenn die Vorrichtung in den Figuren zum Beispiel umgedreht wird, würden Elemente, die als „unter“ oder „unterhalb“ von anderen Elementen oder Merkmalen beschrieben wurden, dann „über“ den anderen Elementen oder Merkmalen ausgerichtet sein. Somit kann der exemplarische Begriff „unter“ sowohl eine Ausrichtung von über als auch von unter umfassen. Die Vorrichtung kann auch anders (um 90 Grad gedreht oder in anderen Ausrichtungen) ausgerichtet sein, und die hier verwendeten räumlich bezogenen beschreibenden Begriffe werden entsprechend ausgelegt.Spatial terms such as "inner," "outer," "below," "below," "lower," "above," "upper," and the like may be used herein to simplify the description to describe the relationship of an element or feature to describe one or more other elements or features as illustrated in the figures. By spatially referenced terms, it may be intended to encompass various orientations of the device in use or operation in addition to the orientation shown in the figures. For example, if the device in the figures is turned over, elements described as "below" or "below" other elements or features would then be aligned "above" the other elements or features. Thus, the exemplary term "under" may include both an over and under orientation. The device may also be otherwise oriented (rotated 90 degrees or in other orientations) and the spatially related descriptive terms used herein interpreted accordingly.

Unter Bezugnahme auf wird ein Abgasnachbehandlungssystem 10 bereitgestellt, das ein Abgasrohr 12 und ein SCR-System 14 enthalten kann. Ein Abgasstrom von einem Verbrennungsmotor 16 kann das Abgasrohr 12 durchströmen. Zum Beispiel können der Motor 16, das Abgasrohr 12 und das SCR-System 14 in einem Fahrzeug (nicht gezeigt) eingebaut sein. Das SCR-System 14 kann einen Reduktionsmitteltank 18, ein Reaktorsystem 20, einen Speichertank 22, einen Injektor oder eine Fördervorrichtung 24 und einen SCR-Katalysator 26 enthalten. Ein in dem Reduktionsmitteltank 18 enthaltenes Reduktionsmittel und/oder vom Reaktorsystem 20 erzeugtes Ammoniakgas (z. B. ein Gas mit hohem prozentualem Ammoniakanteil) können in den Abgasstrom in dem Abgasrohr 12 durch den Injektor 24 stromaufwärts des in dem Abgasrohr 12 befindlichen SCR-Katalysators 26 eingespritzt werden. In einigen Konfigurationen kann das Abgasnachbehandlungssystem 10 auch einen Oxidationskatalysator 28 und einen Partikelfilter 30 enthalten, die im Abgasrohr 12 stromaufwärts des Injektors 24 eingebaut sind. Es versteht sich, dass der Injektor 24 durch eine Düse, ein Loch oder eine beliebige andere Öffnung zum Abgasstrom im Abgasrohr 12 ersetzt werden könnte. Ein Ammoniak-Slip-Katalysator 31 kann stromabwärts des SCR-Katalysators 26 angeordnet sein. In einigen Konfigurationen kann es sich beim Partikelfilter 30 um einen Dieselpartikelfilter mit SCR-Beschichtung handeln und der Injektor 24 könnte zwischen dem Oxidationskatalysator 28 und dem Filter 30 angeordnet sein.With reference to becomes an exhaust aftertreatment system 10 provided, which is an exhaust pipe 12 and an SCR system 14 may contain. An exhaust gas flow from an internal combustion engine 16 can the exhaust pipe 12 flow through. For example, the engine can 16 , the exhaust pipe 12 and the SCR system 14 be installed in a vehicle (not shown). The SCR system 14 can be a reducing agent tank 18 , a reactor system 20 , a storage tank 22 , an injector or a conveyor 24 and an SCR catalyst 26 contain. One in the reducing agent tank 18 contained reducing agent and / or from the reactor system 20 generated ammonia gas (eg, a gas with a high percentage of ammonia) may be in the exhaust gas flow in the exhaust pipe 12 through the injector 24 upstream of the exhaust pipe 12 located SCR catalyst 26 be injected. In some configurations, the exhaust aftertreatment system 10 also an oxidation catalyst 28 and a particle filter 30 included in the exhaust pipe 12 upstream of the injector 24 are installed. It is understood that the injector 24 through a nozzle, a hole or any other opening to the exhaust stream in the exhaust pipe 12 could be replaced. An ammonia slip catalyst 31 may be downstream of the SCR catalyst 26 be arranged. In some configurations, it may be particulate Filter 30 to handle a diesel particulate filter with SCR coating and the injector 24 could be between the oxidation catalyst 28 and the filter 30 be arranged.

Das Reaktorsystem 20 kann eine Reaktoreinheit 32 und eine Abscheidungseinheit 34 enthalten. Zum Beispiel kann das Reaktorsystem 20 aus einem Elektrolyse-Reaktor bestehen oder einen solchen enthalten, bei dem es sich um eine ähnliche oder identische Vorrichtung wie die von E3 Clean Technologies verfügbare SCR GreenBox™ oder eine beliebige andere, Ammoniakgas erzeugende Vorrichtung handeln kann. Die Abscheidungseinheit 34 könnte Wasser oder Elektrolyt abscheiden. Abgeschiedener Elektrolyt kann zum Reaktor 32 zurückgeführt werden. Abgeschiedenes Wasser könnte durch den Auslass 36 geleitet, an die Atmosphäre freigesetzt oder in den Motor 16 eingespritzt werden. Die Abscheidungseinheit 34 könnte mehrere Abscheider zur Abtrennung von Gasen von Gasen oder Gasen von Flüssigkeiten enthalten. Die Abscheidungseinheit 34 könnte Wasser von Ammoniak trennen, Elektrolyt entfernen und/oder zum Reaktor zurückleiten, CO2 und NH3 trennen und/oder NH3 reinigen. In einigen Konfigurationen könnte das Reaktorsystem 20 die Abscheidungseinheit 34 nicht enthalten.The reactor system 20 can be a reactor unit 32 and a deposition unit 34 contain. For example, the reactor system 20 consist of or contain an electrolysis reactor, which may be a similar or identical device to the SCR GreenBox ™ available from E3 Clean Technologies, or any other ammonia gas generating device. The separation unit 34 could precipitate water or electrolyte. Deposited electrolyte can go to the reactor 32 to be led back. Secluded water could pass through the outlet 36 directed, released to the atmosphere or into the engine 16 be injected. The separation unit 34 could contain several separators for separating gases from gases or gases from liquids. The separation unit 34 could separate water from ammonia, remove electrolyte and / or return to the reactor, separate CO 2 and NH 3 , and / or purify NH 3 . In some configurations, the reactor system could 20 the separation unit 34 not included.

Das Reaktorsystem 20 kann Reduktionsmittel (zum Beispiel eine Harnstoff enthaltende Flüssigkeit) vom Reduktionsmitteltank 18 aufnehmen und Ammoniakgas (sowie die Gase Kohlendioxid, Kohlenmonoxid, Wasserstoff usw.) durch den Auslass 36 abgeben. Der Auslass 36 ist strömungsmäßig mit einer ersten Leitung 38 und einem Einlass 40 des Speichertanks 22 verbunden. Die erste Leitung 38 ist strömungsmäßig mit dem Injektor 24 verbunden, so dass zumindest ein Teil des vom Reaktorsystem 20 abgegebenen Ammoniakgases in den Abgasstrom stromaufwärts des SCR-Katalysators 26 im Abgasrohr 12 eingespritzt werden kann. Ein Steuerventil 43 könnte den Fluidstrom durch die erste Leitung 38 steuern.The reactor system 20 may include reducing agent (for example, a urea-containing liquid) from the reducing agent tank 18 and ammonia gas (and the gases carbon dioxide, carbon monoxide, hydrogen, etc.) through the outlet 36 submit. The outlet 36 is fluid with a first line 38 and an inlet 40 the storage tank 22 connected. The first line 38 is fluid with the injector 24 connected so that at least part of the reactor system 20 discharged ammonia gas into the exhaust stream upstream of the SCR catalyst 26 in the exhaust pipe 12 can be injected. A control valve 43 could be the fluid flow through the first conduit 38 Taxes.

Ein anderer Teil des vom Reaktorsystem 20 abgegebenen Gases kann durch den Einlass 40 in den Speichertank 22 strömen. Der Speichertank 22 kann ein Ammoniakgasvolumen speichern, das je nach Wunsch über eine zweite Leitung 42 zum Injektor 24 geleitet werden kann. Die zweite Leitung 42 kann ein erstes Steuerventil 44 zur Steuerung des Stroms des Ammoniakgases durch die zweite Leitung 42 enthalten. In einigen Konfigurationen kann eine Pumpe (nicht gezeigt) bereitgestellt werden, welche Fluid vom Speichertank 22 zum Injektor 24 fördert. Das erste Steuerventil 44 kann mit einem Steuermodul 46 verbunden sein, welches zum Beispiel basierend auf Betriebsparametern des Motors 16 oder des Reaktorsystems 20 und/oder der Durchflussmenge des durch den Auslass 36 vom Reaktorsystem 20 abgegebenen Ammoniakgases das erste Steuerventil 44 öffnet und schließt. Das Steuermodul 46 kann das erste Steuerventil 44 öffnen, um als Reaktion auf einen Kaltstart des Motors 16 Ammoniakgas vom Speichertank 22 zum Injektor 24 strömen zu lassen. Auf diese Weise kann Ammoniakgas vom Speichertank 22 sofort nach dem Kaltstart zur Einleitung in den Abgasstrom verfügbar sein. Dies ist deshalb von Vorteil, weil die Erzeugung von Ammoniakgas im Reaktorsystem 20 bei niedrigen Umgebungstemperaturen be- oder verhindert werden kann, wenn das Fahrzeug, in dem das Nachbehandlungssystem 10 installiert ist, während eines längeren Zeitraums nicht betrieben und niedrigen Temperaturen ausgesetzt worden war. Sobald das Reaktorsystem 20 in der Lage ist, die benötigte Menge Ammoniakgas zu erzeugen, kann das Steuermodul 46 das erste Steuerventil 44 ganz oder teilweise schließen.Another part of the reactor system 20 discharged gas can through the inlet 40 in the storage tank 22 stream. The storage tank 22 can store an ammonia gas volume, as desired via a second line 42 to the injector 24 can be directed. The second line 42 can be a first control valve 44 for controlling the flow of ammonia gas through the second conduit 42 contain. In some configurations, a pump (not shown) may be provided which removes fluid from the storage tank 22 to the injector 24 promotes. The first control valve 44 can with a control module 46 For example, based on operating parameters of the engine 16 or the reactor system 20 and / or the flow rate through the outlet 36 from the reactor system 20 discharged ammonia gas, the first control valve 44 opens and closes. The control module 46 can be the first control valve 44 open in response to a cold start of the engine 16 Ammonia gas from the storage tank 22 to the injector 24 to flow. In this way, ammonia gas can be removed from the storage tank 22 be available immediately after the cold start for introduction into the exhaust stream. This is advantageous because the production of ammonia gas in the reactor system 20 at low ambient temperatures can be prevented or prevented if the vehicle in which the aftertreatment system 10 was installed, had not been operated for an extended period of time and had been exposed to low temperatures. Once the reactor system 20 is able to produce the required amount of ammonia gas, the control module 46 the first control valve 44 Close completely or partially.

Das Nachbehandlungssystem 10 kann zur Förderung einer wirksamen Erzeugung von Ammoniakgas ein Heizsystem 48 beinhalten, das zum Heizen des Reduktionsmitteltanks 18 und/oder des Reaktorsystems 20 eingesetzt werden kann. Das Heizsystem 48 kann ein oder mehrere Heizelemente 50 in einer die Wärmeübertragung ermöglichenden Beziehung mit dem Reaktorsystem 20 und/oder dem Reduktionsmitteltank 18 enthalten. Das Steuermodul 46 kann den Betrieb der elektrischen Heizelemente 50 in solcher Weise steuern, dass das Reaktorsystem 20 und/oder der Reduktionsmitteltank 18 auf oder oberhalb einer gewünschten Mindesttemperatur gehalten werden.The aftertreatment system 10 For example, a heating system may be used to promote the efficient production of ammonia gas 48 include, for heating the reducing agent tank 18 and / or the reactor system 20 can be used. The heating system 48 can have one or more heating elements 50 in a heat transfer permitting relationship with the reactor system 20 and / or the reducing agent tank 18 contain. The control module 46 can the operation of electric heating elements 50 in such a way that control the reactor system 20 and / or the reducing agent tank 18 be kept at or above a desired minimum temperature.

Das Heizsystem 48 kann auch einen oder mehrere erste Wärmetauscher 52 enthalten, die in einer Wärmeübertragungsbeziehung mit dem Reaktorsystem 20 stehen, und/oder einen oder mehrere, in einer Wärmeübertragungsbeziehung mit dem Reduktionsmitteltank 18 stehende zweite Wärmetauscher 54. Die ersten und zweiten Wärmetauscher 52, 54 können strömungsmäßig mit dem Abgasrohr 12 über einen Abgaszuführungsdurchgang 56 verbunden sein. Auf diese Weise kann Wärme von dem durch die ersten und zweiten Wärmetauscher 52, 54 strömenden Abgas zum Reaktorsystem 20, beziehungsweise dem Reduktionsmitteltank 18 übertragen werden. Nach Durchströmen des/der ersten Wärmetauscher 52 kann das Abgas durch einen ersten Rückleitungsdurchgang 57 zum Abgasrohr 12 zurückgeleitet werden. In ähnlicher Weise kann das Abgas nach Durchströmen des zweiten Wärmetauschers 54 durch einen zweiten Rückleitungsdurchgang 59 zum Abgasrohr 12 zurückgeführt werden. Die Zuführungs- und Rückleitungsdurchgänge 56, 57, 59 können am Abgasrohr 12 an beliebigen geeigneten Stellen angeschlossen werden (zum Beispiel stromaufwärts oder stromabwärts des Oxidationskatalysators 28 und/oder des Partikelfilters 30 und/oder des SCR-Katalysators 26).The heating system 48 can also have one or more first heat exchangers 52 contained in a heat transfer relationship with the reactor system 20 stand, and / or one or more, in a heat transfer relationship with the reducing agent tank 18 standing second heat exchanger 54 , The first and second heat exchangers 52 . 54 can flow with the exhaust pipe 12 via an exhaust gas supply passage 56 be connected. In this way, heat can be removed from that through the first and second heat exchangers 52 . 54 flowing exhaust gas to the reactor system 20 , or the reducing agent tank 18 be transmitted. After flowing through the / the first heat exchanger 52 the exhaust gas may pass through a first return passage 57 to the exhaust pipe 12 be returned. Similarly, the exhaust gas after flowing through the second heat exchanger 54 through a second return passage 59 to the exhaust pipe 12 to be led back. The feed and return passages 56 . 57 . 59 can on the exhaust pipe 12 be connected at any suitable locations (for example, upstream or downstream of the oxidation catalyst 28 and / or the particulate filter 30 and / or the SCR catalyst 26 ).

Ein zweites Steuerventil 58 kann längs des Abgasdurchgangs 56 angeordnet und zwischen mehreren Positionen verstellt werden, um eine strömungsmäßige Verbindung zwischen dem Abgasrohr 12 und den ersten und zweiten Wärmetauschern 52, 54 zu verhindern und eine strömungsmäßige Verbindung zwischen dem Abgasrohr 12 und dem ersten und/oder dem zweiten Wärmetauscher 52, 54 zu ermöglichen. Das Steuermodul 46 kann mit dem zweiten Steuerventil 58 verbunden sein und so auf die Position des zweiten Steuerventils 58 einwirken, dass der Abgasstrom durch den ersten und zweiten Wärmetauscher 52, 54 gesteuert wird. Das Steuermodul 46 kann das zweite Steuerventil 58 zum Beispiel basierend auf Temperaturen des Reaktorsystems 20, des Reduktionsmitteltanks 18 und/oder des im Reaktorsystem 20 oder Reduktionsmitteltank 18 enthaltenen Fluids steuern. Zusätzlich oder alternativ könnte das Steuermodul 46 das zweite Steuerventil 58 zum Beispiel basierend auf Motortemperatur, Motorlaufzeit und/oder Außenumgebungstemperatur steuern. A second control valve 58 can along the exhaust passage 56 be arranged and adjusted between several positions, to a fluid connection between the exhaust pipe 12 and the first and second heat exchangers 52 . 54 to prevent and a fluid connection between the exhaust pipe 12 and the first and / or the second heat exchanger 52 . 54 to enable. The control module 46 can with the second control valve 58 be connected and so on the position of the second control valve 58 acting on the exhaust gas flow through the first and second heat exchangers 52 . 54 is controlled. The control module 46 may be the second control valve 58 for example, based on temperatures of the reactor system 20 , the reducing agent tank 18 and / or in the reactor system 20 or reducing agent tank 18 control fluid contained. Additionally or alternatively, the control module could 46 the second control valve 58 for example, based on engine temperature, engine runtime and / or ambient temperature control.

Weiterhin in Bezugnahme auf wird der Betrieb des Nachbehandlungssystems 10 genauer beschrieben. Als Reaktion auf einen Kaltstart des Motors 16 kann das Steuermodul 46 das erste Steuerventil 44 öffnen, um Ammoniakgas vom Speichertank 22 durch die zweite Leitung 42 und den Injektor 24 zum Abgasstrom in das Abgasrohr 12 einzuleiten. Da das Reaktorsystem 20 nach dem Kaltstart mit der Erzeugung von Ammoniakgas beginnt, kann auch dieses Ammoniakgas durch die erste Leitung 38 zum Injektor 24 geleitet werden. Nachdem die Gaserzeugungsrate des Reaktorsystems 20 auf ein Niveau erhöht worden ist, welches zumindest einer angeforderten Ammoniakgasmenge entspricht, kann das Steuermodul 46 das erste Steuerventil 44 schließen, um den Strom des Ammoniakgases durch die zweite Leitung 42 zu verhindern.Further referring to becomes the operation of the aftertreatment system 10 described in more detail. In response to a cold start of the engine 16 can the control module 46 the first control valve 44 open to ammonia gas from the storage tank 22 through the second line 42 and the injector 24 to the exhaust gas flow in the exhaust pipe 12 initiate. As the reactor system 20 after the cold start with the production of ammonia gas begins, and this ammonia gas through the first line 38 to the injector 24 be directed. After the gas generation rate of the reactor system 20 has been increased to a level which corresponds to at least one requested amount of ammonia gas, the control module 46 the first control valve 44 close to the flow of ammonia gas through the second conduit 42 to prevent.

Nach dem Kaltstart des Motors 16 kann ein Erwärmen des Reaktorsystems 20 zur Ermöglichung der darin zur Erzeugung von Ammoniakgas ablaufenden Reaktionen nötig sein. In solchen Fällen kann das Steuermodul 46 das zweite Steuerventil 58 so stellen, dass Abgas das Abgasrohr 12 durch den Abgaszuführungsdurchgang 56 verlassen und den (die) ersten Wärmetauscher 52 durchströmen und somit das Reaktorsystem 20 erwärmen kann. Nach ausreichender Erwärmung des Reaktorsystems 20 kann das Steuermodul 46 das zweite Steuerventil 58 so stellen, dass der Strom des Abgases zu dem/den ersten Wärmetauschern 52 gesperrt wird und Abgas durch den zweiten Wärmetauscher 54 strömen und den Reduktionsmitteltank 18 erwärmen kann. Nach ausreichender Erwärmung des Reduktionsmitteltanks 18 kann das Steuermodul 46 das zweite Steuerventil 58 den Strom des Abgases zum zweiten Wärmetauscher 54 sperren lassen. Es ist ersichtlich, dass das Steuermodul 46 das zweite Steuerventil 58 so stellen könnte, dass Abgas je nach Wunsch die ersten und zweiten Wärmetauscher 52, 54 gleichzeitig oder vereinzelt durchströmen kann. Zusätzlich oder alternativ kann das Steuermodul 46 auch jederzeit, wie gewünscht, die elektrischen Heizelemente 50 aktivieren oder deaktivieren.After the cold start of the engine 16 may be heating the reactor system 20 to enable the reactions occurring therein to produce ammonia gas. In such cases, the control module 46 the second control valve 58 so put that exhaust the exhaust pipe 12 through the exhaust gas supply passage 56 leave and the first heat exchanger (s) 52 flow through and thus the reactor system 20 can warm up. After sufficient heating of the reactor system 20 can the control module 46 the second control valve 58 set so that the flow of exhaust gas to the / the first heat exchangers 52 is blocked and exhaust gas through the second heat exchanger 54 flow and the reducing agent tank 18 can warm up. After sufficient heating of the reducing agent tank 18 can the control module 46 the second control valve 58 the flow of exhaust gas to the second heat exchanger 54 lock. It can be seen that the control module 46 the second control valve 58 so could put that exhaust gas as desired the first and second heat exchangers 52 . 54 can flow simultaneously or separately. Additionally or alternatively, the control module 46 also at any time, as desired, the electric heating elements 50 enable or disable.

Es versteht sich, dass das System 14 in einigen Konfigurationen eine Bypassleitung 39 enthalten könnte, welche den Tank 18 stromaufwärts des SCR-Katalysators 26 direkt mit dem Injektor 24 verbindet. Ein Steuerventil 45 kann den Fluidstrom durch die Bypassleitung 39 dahingehend steuern, selektiv zu gestatten, dass Reduktionsmittel vom Tank 18 den Reaktor 32 und die Abscheidungseinheit 34 umgeht und stromaufwärts des SCR-Katalysators 26 in den Abgasstrom eingeleitet wird. In einigen Konfigurationen könnte eine Mischvorrichtung mit dem Injektor 24 oder stromaufwärts des Injektors 24 angeordnet sein, in dem flüssiges Reduktionsmittel von der Bypassleitung 39 und Ammoniakgas von der zweiten Leitung 42 vor ihrer durch einen gemeinsamen Auslass des Injektors 24 erfolgenden Einspritzung in das Abgasrohr 12 gemischt werden können.It is understood that the system 14 in some configurations, a bypass line 39 could contain the tank 18 upstream of the SCR catalyst 26 directly with the injector 24 combines. A control valve 45 can control the fluid flow through the bypass line 39 To control this, to selectively allow that reducing agent from the tank 18 the reactor 32 and the separation unit 34 bypasses and upstream of the SCR catalyst 26 is introduced into the exhaust stream. In some configurations, a mixing device could be used with the injector 24 or upstream of the injector 24 be arranged in the liquid reducing agent from the bypass line 39 and ammonia gas from the second conduit 42 before her through a common outlet of the injector 24 taking place injection into the exhaust pipe 12 can be mixed.

In einigen Konfigurationen kann das zweite Steuerventil 58 sofort nach einem Kaltstart das Abgas teilweise oder ganz zum zweiten Wärmetauscher 54 leiten, um zunächst im Tank 18 Flüssigkeit aufzutauen. Während dieser Zeit kann Reduktionsmittel vom Tank 18 durch die oben beschriebene Bypassleitung direkt in den Abgasstrom eingeleitet werden (zum Beispiel unter Umgehung des Reaktors 32 und der Abscheidungseinheit 34). Nach dem Aufwärmen wird Wärme zur Förderung der Umwandlung in den gasförmigen Zustand umgeleitet. Nach dem Aufwärmen des Reduktionsmittels im Tank 18 kann das zweite Steuerventil 58 Abgas in die ersten Wärmetauscher 52 eintreten lassen.In some configurations, the second control valve 58 immediately after a cold start, the exhaust gas partially or completely to the second heat exchanger 54 lead to first in the tank 18 Thaw liquid. During this time, reducing agent can be removed from the tank 18 be introduced through the bypass line described above directly into the exhaust stream (for example, bypassing the reactor 32 and the separation unit 34 ). After warming, heat is diverted to promote conversion to the gaseous state. After warming up the reducing agent in the tank 18 may be the second control valve 58 Exhaust gas in the first heat exchanger 52 let in.

In einigen Konfigurationen kann der Tank 18 ein Druckausgleichventil enthalten, welches als Reaktion auf die Erzeugung von unter Hochdruck stehendem Ammoniak im Tank 18 während der Erwärmung des Tanks 18 den Tank 18 entlüften kann. Überschüssiges Ammoniak könnte zum Beispiel aus dem Tank 18 zu einer Stelle niedrigen Drucks stromaufwärts des Injektors 24 entlüftet werden. In einigen Konfigurationen kann der Speichertank 22 ein Druckausgleichventil enthalten, das den Speichertank 22 als Reaktion auf die Erzeugung eines hohen Ammoniakdrucks im Speichertank 22 entlüften kann. Überschüssiges Ammoniakgas könnte zum Beispiel an eine Stelle des Abgasrohrs 12 stromaufwärts des Ammoniak-Slip-Katalysators 31 oder an die Atmosphäre entlüftet werden.In some configurations, the tank can 18 a pressure compensating valve, which in response to the generation of high-pressure ammonia in the tank 18 during the heating of the tank 18 the tank 18 can vent. For example, excess ammonia could come out of the tank 18 to a point of low pressure upstream of the injector 24 be vented. In some configurations, the storage tank 22 a pressure compensation valve containing the storage tank 22 in response to the generation of high ammonia pressure in the storage tank 22 can vent. For example, excess ammonia gas could be at a location on the exhaust pipe 12 upstream of the ammonia slip catalyst 31 or vented to the atmosphere.

Unter Bezugnahme auf wird ein weiteres Abgasnachbehandlungssystem 110 bereitgestellt, das ein Abgasrohr 112, ein SCR-System 114 und ein Heizsystem 148 enthalten und von einem Verbrennungsmotor 116 ausgestoßenes Abgas behandeln kann. Das Abgasrohr 112, das SCR-System 114 und das Heizsystem 148 können jeweils in ähnlicher oder identischer Weise strukturiert sein und arbeiten wie das Abgasrohr 12, SCR-System 14 und Heizsystem 48, mit Ausnahme einiger nachstehend beschriebener Abweichungen. Ähnliche Eigenschaften werden deswegen nicht erneut im Einzelnen beschrieben.With reference to will be another exhaust aftertreatment system 110 provided, which is an exhaust pipe 112 , an SCR system 114 and a heating system 148 included and from an internal combustion engine 116 can treat discharged exhaust gas. The exhaust pipe 112 , the SCR system 114 and the heating system 148 can each be structured in a similar or identical manner and work as the exhaust pipe 12 , SCR system 14 and heating system 48 , with the exception of some deviations described below. Similar properties will therefore not be described again in detail.

Wie das SCR-System 14 kann das SCR-System 114 einen Reduktionsmitteltank 118, ein Reaktorsystem 120 und einen Speichertank 122 enthalten. Das SCR-System 114 kann Ammoniakgas erzeugen und speichern und dem Abgasstrom im Abgasrohr 112 Ammoniakgas zuführen. Wie das Heizsystem 48 kann auch das Heizsystem 148 einen oder mehrere erste Wärmetauscher 152 in einer Wärmeübertragungsbeziehung mit dem Reaktorsystem 120 und einen zweiten Wärmetauscher 154 in einer Wärmeübertragungsbeziehung mit dem Reduktionsmitteltank 118 enthalten.Like the SCR system 14 can the SCR system 114 a reducing agent tank 118 , a reactor system 120 and a storage tank 122 contain. The SCR system 114 can generate and store ammonia gas and the exhaust gas flow in the exhaust pipe 112 Feed ammonia gas. Like the heating system 48 can also use the heating system 148 one or more first heat exchangers 152 in a heat transfer relationship with the reactor system 120 and a second heat exchanger 154 in a heat transfer relationship with the reducing agent tank 118 contain.

Die ersten und zweiten Wärmetauscher 152, 154 können strömungsmäßig mit einen dritten Wärmetauscher 155 verbunden sein. Der dritte Wärmetauscher 155 kann im Abgasrohr 112 oder an diesem anliegend angeordnet sein, so dass ein den dritten Wärmetauscher 155 durchströmendes Arbeitsfluid (zum Beispiel ein Kühlmittel) Wärme von dem durch das Abgasrohr 112 strömenden Abgas aufnehmen kann. Ein Zuführungsdurchgang 156 und erste und zweite Rückleitungsdurchgänge 157, 159 können den dritten Wärmetauscher 155 mit dem ersten und zweiten Wärmetauscher 152, 154 strömungsmäßig unter Bildung eines geschlossenen Kreislaufs dazwischen verbinden. Eine Pumpe (nicht gezeigt) kann das Arbeitsfluid zwischen den ersten, zweiten und dritten Wärmetauschern 152, 154, 155 umlaufen lassen.The first and second heat exchangers 152 . 154 can flow with a third heat exchanger 155 be connected. The third heat exchanger 155 can in the exhaust pipe 112 or be arranged adjacent to this, so that a third heat exchanger 155 flowing working fluid (for example, a coolant) heat from that through the exhaust pipe 112 can absorb flowing exhaust gas. A feed passage 156 and first and second return passages 157 . 159 can the third heat exchanger 155 with the first and second heat exchangers 152 . 154 fluidly to form a closed circuit between them. A pump (not shown) may supply the working fluid between the first, second and third heat exchangers 152 . 154 . 155 let it circulate.

Ein Steuerventil 158 kann längs des Zuführungsdurchgangs 156 angeordnet sein und kann zwischen mehreren Positionen verstellt werden, um eine strömungsmäßige Verbindung zwischen dem dritten Wärmetauscher 155 und den ersten und zweiten Wärmetauschern 152, 154 zu sperren und zwischen dem dritten Wärmetauscher 155 und entweder dem ersten oder dem zweiten Wärmetauscher 152, 154 oder beiden gleichzeitig zu erlauben. Ein Steuermodul 146 kann mit dem Steuerventil 158 in Verbindung stehen und dessen Position zur Steuerung des Stroms des Arbeitsfluids durch die ersten und zweiten Wärmetauscher 152, 154 steuern. Das Steuermodul 146 kann das Steuerventil 158 zum Beispiel basierend auf den Temperaturen des Reaktorsystems 120, des Reduktionsmitteltanks 118 und/oder des im Reaktorsystem 120 oder im Reduktionsmitteltank 118 befindlichen Fluids steuern. Zusätzlich oder alternativ könnte das Steuermodul 146 das Steuerventil 158 zum Beispiel basierend auf der Motortemperatur, der Motorlaufzeit und/oder der Außenumgebungstemperatur steuern. Zusätzlich oder alternativ kann das Steuermodul 146 jederzeit auf Wunsch die elektrischen Heizelemente 150 zur Erwärmung des Reaktorsystems 120 aktivieren oder deaktivieren.A control valve 158 can along the feed passage 156 can be arranged and can be adjusted between several positions to a fluid connection between the third heat exchanger 155 and the first and second heat exchangers 152 . 154 to lock and between the third heat exchanger 155 and either the first or the second heat exchanger 152 . 154 or both at the same time. A control module 146 can with the control valve 158 and its position for controlling the flow of the working fluid through the first and second heat exchangers 152 . 154 Taxes. The control module 146 can the control valve 158 for example, based on the temperatures of the reactor system 120 , the reducing agent tank 118 and / or in the reactor system 120 or in the reducing agent tank 118 control located fluid. Additionally or alternatively, the control module could 146 the control valve 158 for example, based on the engine temperature, the engine run time, and / or the outside ambient temperature. Additionally or alternatively, the control module 146 at any time on request, the electric heating elements 150 for heating the reactor system 120 enable or disable.

Unter Bezugnahme auf wird ein weiteres Abgasnachbehandlungssystem 210 bereitgestellt, das ein Abgasrohr 212, ein SCR-System 214 und ein Heizsystem 248 enthalten und von einem Verbrennungsmotor 216 ausgestoßenes Abgas behandeln kann. Das Abgasrohr 212, das SCR-System 214 und das Heizsystem 248 können jeweils in ähnlicher oder identischer Weise strukturiert sein und arbeiten wie das Abgasrohr 12, 112, SCR-System 14, 114 und Heizsystem 48, 148, mit Ausnahme einiger nachstehend beschriebener Abweichungen. Ähnliche Eigenschaften werden deswegen nicht erneut im Einzelnen beschrieben.With reference to will be another exhaust aftertreatment system 210 provided, which is an exhaust pipe 212 , an SCR system 214 and a heating system 248 included and from an internal combustion engine 216 can treat discharged exhaust gas. The exhaust pipe 212 , the SCR system 214 and the heating system 248 can each be structured in a similar or identical manner and work as the exhaust pipe 12 . 112 , SCR system 14 . 114 and heating system 48 . 148 , with the exception of some deviations described below. Similar properties will therefore not be described again in detail.

Wie das SCR-System 14 kann auch das SCR-System 214 einen Reduktionsmitteltank 218, ein Reaktorsystem 220 und einen Speichertank 222 enthalten. Das SCR-System 214 kann Ammoniakgas erzeugen und speichern und dem Abgasstrom im Abgasrohr 212 Ammoniakgas zuführen. Wie die Heizsysteme 48, 148 kann das Heizsystem 248 einen oder mehrere erste Wärmetauscher 252 in einer Wärmeübertragungsbeziehung mit dem Reaktorsystem 220 und einen zweiten Wärmetauscher 254 in einer Wärmeübertragungsbeziehung mit dem Reduktionsmitteltank 218 enthalten.Like the SCR system 14 can also use the SCR system 214 a reducing agent tank 218 , a reactor system 220 and a storage tank 222 contain. The SCR system 214 can generate and store ammonia gas and the exhaust gas flow in the exhaust pipe 212 Feed ammonia gas. Like the heating systems 48 . 148 can the heating system 248 one or more first heat exchangers 252 in a heat transfer relationship with the reactor system 220 and a second heat exchanger 254 in a heat transfer relationship with the reducing agent tank 218 contain.

Der erste und der zweite Wärmetauscher 252, 254 können strömungsmäßig mit einem dritten Wärmetauscher 255 verbunden sein. Der dritte Wärmetauscher 255 kann im Abgasrohr 212 oder an diesem anliegend angeordnet sein, so dass ein durch den dritten Wärmetauscher 255 strömendes Arbeitsfluid (z. B. ein Kühlmittel) von dem durch das Abgasrohr 212 strömenden Abgas Wärme aufnehmen kann. Der dritte Wärmetauscher 255 kann auch strömungsmäßig mit Kühlkanälen im Motor 216 verbunden sein, so dass der Motor 216 nach einem Kaltstart vom Kühlmittel erwärmt werden kann.The first and the second heat exchanger 252 . 254 can flow with a third heat exchanger 255 be connected. The third heat exchanger 255 can in the exhaust pipe 212 or be arranged adjacent to this, so that a through the third heat exchanger 255 flowing working fluid (eg, a coolant) from the exhaust pipe 212 flowing exhaust gas can absorb heat. The third heat exchanger 255 Can also be fluid with cooling channels in the engine 216 be connected so that the engine 216 can be heated by the coolant after a cold start.

Die ersten und zweiten Zuführungsdurchgänge 256, 260 und ein erster Rückleitungsdurchgang 262 können den dritten Wärmetauscher 255 strömungsmäßig mit den ersten und zweiten Wärmetauschern 252, 254 verbinden. Der erste Zuführungsdurchgang 256, ein dritter Zuführungsdurchgang 264 und ein zweiter Rückleitungsdurchgang 266 können den dritten Wärmetauscher 255 strömungsmäßig mit dem Motor 216 verbinden. Eine Pumpe (nicht gezeigt) kann den Umlauf des Arbeitsfluids zwischen den ersten, zweiten und dritten Wärmetauschern 252, 254, 255 und dem Motor 216 sichern. Es können eine Bypassleitung und ein Bypassventil eingerichtet werden, die selektiv das Arbeitsfluid am Reduktionsmitteltank 218 vorbeileiten können, wenn der Reduktionsmitteltank 218 zu stark erwärmt wird. Während in der Zuführungsdurchgang 260 und der Rückleitungsdurchgang 262 so konfiguriert sind, dass das Arbeitsfluid vor dem Reduktionsmitteltank 218 durch das Reaktorsystem 220 strömt, könnten die Durchgänge 260, 262 in einigen Konfigurationen so konfiguriert sein, dass das Arbeitsfluid vor dem Reaktorsystem 220 zum Reduktionsmitteltank 218 strömt.The first and second feed passages 256 . 260 and a first return passage 262 can the third heat exchanger 255 fluidly with the first and second heat exchangers 252 . 254 connect. The first feed passage 256 , a third feed passage 264 and a second return passage 266 can the third heat exchanger 255 fluidly with the engine 216 connect. A pump (not shown) may circulate the working fluid between the first, second and third heat exchangers 252 . 254 . 255 and the engine 216 to back up. It can a bypass line and a bypass valve are arranged, which selectively the working fluid at the reducing agent tank 218 can bypass if the reducing agent tank 218 is heated too much. While in the feed passage 260 and the return passage 262 are configured so that the working fluid before the reducing agent tank 218 through the reactor system 220 flows, the passages could 260 . 262 be configured in some configurations so that the working fluid upstream of the reactor system 220 to the reducing agent tank 218 flows.

Ein Steuerventil 258 kann längs des ersten Zuführungsdurchgangs 256 angeordnet und zwischen mehreren Positionen verstellt werden, um eine strömungsmäßige Verbindung zwischen den ersten, zweiten und dritten Wärmetauschern 252, 254, 255 sowie zwischen dem dritten Wärmetauscher 255 und dem Motor 216 zu steuern. Ein Steuermodul 246 kann mit dem Steuerventil 258 in Verbindung stehen und das Steuerventil 258 auf Durchgang oder Sperrung eines Stroms des Arbeitsfluids durch die ersten und zweiten Wärmetauscher 152, 154 und/oder durch den Motor 216 stellen. Das Steuermodul 246 kann das Steuerventil 258 zum Beispiel basierend auf den Temperaturen des Reaktorsystems 220, des Reduktionsmitteltanks 218 und/oder des im Reaktorsystem 220 oder im Reduktionsmitteltank 218 enthaltenen Fluids steuern. Zusätzlich oder alternativ könnte das Steuermodul 246 das Steuerventil 258 zum Beispiel basierend auf der Motortemperatur, der Motorlaufzeit und/oder der Außenumgebungstemperatur steuern. Zusätzlich oder alternativ kann das Steuermodul 246 jederzeit, wie gewünscht, zur Erwärmung des Reaktorsystems 220 die elektrischen Heizelemente 250 aktivieren oder deaktivieren.A control valve 258 can along the first feed passage 256 arranged and displaced between a plurality of positions to a fluid connection between the first, second and third heat exchangers 252 . 254 . 255 and between the third heat exchanger 255 and the engine 216 to control. A control module 246 can with the control valve 258 communicate and the control valve 258 to passage or blocking of a flow of the working fluid through the first and second heat exchangers 152 . 154 and / or by the engine 216 put. The control module 246 can the control valve 258 for example, based on the temperatures of the reactor system 220 , the reducing agent tank 218 and / or in the reactor system 220 or in the reducing agent tank 218 control fluid contained. Additionally or alternatively, the control module could 246 the control valve 258 for example, based on the engine temperature, the engine run time, and / or the outside ambient temperature. Additionally or alternatively, the control module 246 at any time, as desired, to heat the reactor system 220 the electric heating elements 250 enable or disable.

Unter Bezugnahme auf wird ein weiteres Abgasnachbehandlungssystem 310 bereitgestellt, das ein Abgasrohr 312, ein SCR-System 314 und ein Heizsystem 348 enthalten und von einem Verbrennungsmotor 316 ausgestoßenes Abgas behandeln kann. Das Abgasrohr 312, das SCR-System 314 und das Heizsystem 348 können jeweils in ähnlicher oder identischer Weise strukturiert sein und arbeiten wie das Abgasrohr 12, SCR-System 14 und Heizsystem 48, mit Ausnahme einiger nachstehend beschriebener Abweichungen. Ähnliche Eigenschaften werden deswegen nicht erneut im Einzelnen beschrieben.With reference to will be another exhaust aftertreatment system 310 provided, which is an exhaust pipe 312 , an SCR system 314 and a heating system 348 included and from an internal combustion engine 316 can treat discharged exhaust gas. The exhaust pipe 312 , the SCR system 314 and the heating system 348 can each be structured in a similar or identical manner and work as the exhaust pipe 12 , SCR system 14 and heating system 48 , with the exception of some deviations described below. Similar properties will therefore not be described again in detail.

Wie das SCR-System 14 kann auch das SCR-System 314 einen Reduktionsmitteltank 318, ein Reaktorsystem 320 und einen Speichertank 322 enthalten. Das SCR-System 314 kann Ammoniakgas erzeugen und speichern und dem Abgasstrom im Abgasrohr 312 Ammoniakgas zuführen. Wie die Heizsysteme 48, 148, 248 kann das Heizsystem 348 einen oder mehrere erste Wärmetauscher 352 enthalten, die in einer Wärmeübertragungsbeziehung mit dem Reaktorsystem 320 stehen.Like the SCR system 14 can also use the SCR system 314 a reducing agent tank 318 , a reactor system 320 and a storage tank 322 contain. The SCR system 314 can generate and store ammonia gas and the exhaust gas flow in the exhaust pipe 312 Feed ammonia gas. Like the heating systems 48 . 148 . 248 can the heating system 348 one or more first heat exchangers 352 contained in a heat transfer relationship with the reactor system 320 stand.

Der/die ersten Wärmetauscher 352 können strömungsmäßig über einen Kühlmittel-Zuführungsdurchgang 356 und einen Rückleitungsdurchgang 357 mit Kühlkanälen im Motor 316 verbunden sein. Eine Pumpe 358 kann das Arbeitsfluid zwischen den ersten Wärmetauschern 352 und dem Motor 316 umlaufen lassen. Ein Steuermodul 346 kann mit der Pumpe 358 in Verbindung stehen und den Betrieb der Pumpe 358 steuern, um einen Strom des Arbeitsfluids durch die ersten Wärmetauscher 352 und den Motor 316 in Gang setzen und unterbrechen zu können. Das Steuermodul 346 kann die Pumpe 358 zum Beispiel basierend auf einer Temperatur des Reaktorsystems 320 und/oder des im Reaktorsystem 320 enthaltenen Fluids steuern. Zusätzlich oder alternativ könnte das Steuermodul 346 die Pumpe 358 zum Beispiel basierend auf der Motortemperatur, der Motorlaufzeit und/oder der Außenumgebungstemperatur steuern. Ergänzend oder als Alternative kann das Steuermodul 346 jederzeit nach Wunsch zum Heizen des Reaktorsystems 320 die elektrischen Heizelemente 350 aktivieren oder deaktivieren. In einigen Konfigurationen kann die Pumpe 358 Arbeitsfluid auch durch einen anderen Wärmetauscher strömen lassen, der den Reduktionsmitteltank 318 heizt.The first heat exchanger (s) 352 may flow through a coolant supply passage 356 and a return passage 357 with cooling channels in the engine 316 be connected. A pump 358 can the working fluid between the first heat exchangers 352 and the engine 316 let it circulate. A control module 346 can with the pump 358 communicate and operate the pump 358 control a flow of working fluid through the first heat exchangers 352 and the engine 316 to set in motion and be able to interrupt. The control module 346 can the pump 358 for example, based on a temperature of the reactor system 320 and / or in the reactor system 320 control fluid contained. Additionally or alternatively, the control module could 346 the pump 358 for example, based on the engine temperature, the engine run time, and / or the outside ambient temperature. In addition or as an alternative, the control module 346 at any time as desired for heating the reactor system 320 the electric heating elements 350 enable or disable. In some configurations, the pump can 358 Working fluid can also flow through another heat exchanger, the reducing agent tank 318 heated.

Unter Bezugnahme auf wird ein weiteres Abgasnachbehandlungssystem 410 bereitgestellt, das ein Abgasrohr 412, ein SCR-System 414 und ein Heizsystem 448 enthalten und von einem Verbrennungsmotor 416 ausgestoßenes Abgas behandeln kann. Das Abgasrohr 412, das SCR-System 414 und das Heizsystem 448 können jeweils in ähnlicher oder identischer Weise strukturiert sein und arbeiten wie das Abgasrohr 12, SCR-System 14 und Heizsystem 48, mit Ausnahme einiger nachstehend beschriebener Abweichungen. Ähnliche Eigenschaften werden deswegen nicht erneut im Einzelnen beschrieben.With reference to will be another exhaust aftertreatment system 410 provided, which is an exhaust pipe 412 , an SCR system 414 and a heating system 448 included and from an internal combustion engine 416 can treat discharged exhaust gas. The exhaust pipe 412 , the SCR system 414 and the heating system 448 can each be structured in a similar or identical manner and work as the exhaust pipe 12 , SCR system 14 and heating system 48 , with the exception of some deviations described below. Similar properties will therefore not be described again in detail.

Wie auch das SCR-System 14 kann das SCR-System 414 einen Reduktionsmitteltank 418, ein Reaktorsystem 420 und einen Speichertank 422 enthalten. Das SCR-System 414 kann Ammoniakgas erzeugen und speichern und Ammoniakgas dem Abgasstrom im Abgasrohr 412 zuführen. Wie die Heizsysteme 48, 148, 248 und 348 kann auch das Heizsystem 448 einen oder mehrere erste Wärmetauscher 452 enthalten, die in einer Wärmeübertragungsbeziehung mit dem Reaktorsystem 420 stehen.Like the SCR system 14 can the SCR system 414 a reducing agent tank 418 , a reactor system 420 and a storage tank 422 contain. The SCR system 414 can generate and store ammonia gas and ammonia gas the exhaust stream in the exhaust pipe 412 respectively. Like the heating systems 48 . 148 . 248 and 348 can also use the heating system 448 one or more first heat exchangers 452 contained in a heat transfer relationship with the reactor system 420 stand.

Der/die ersten Wärmetauscher 452 können in einer Wärmeübertragungsbeziehung mit einem Abwärme-Rückgewinnungssystem, zum Beispiel einem Rankine-Kreis 455, stehen. Im Rankine-Kreis 455 kann ein erstes Arbeitsfluid umlaufen, das von dem vom Motor 416 abgegebenen Abgas Wärme aufnimmt. Der/die ersten Wärmetauscher 452 können strömungsmäßig mit einem Wärmetauscher des Rankine-Kreises 455 über einen Zuführungsdurchgang 456 und einen Rückleitungsdurchgang 457 in Verbindung stehen, so dass der/die ersten Wärmetauscher 452 ein zweites Arbeitsfluid aufnehmen, das im Wärmetauscher des Rankine-Kreises 455 Wärme vom ersten Arbeitsfluid aufnimmt. Es versteht sich, dass das erste und das zweite Arbeitsfluid gleichen oder verschiedenen Typs sein könnten.The first heat exchanger (s) 452 may be in a heat transfer relationship with a waste heat recovery system, for example a Rankine cycle 455 , stand. In the Rankine circle 455 can circulate a first working fluid, that of the engine 416 emitted exhaust heat receives. The first heat exchanger (s) 452 can flow with a heat exchanger of the Rankine circle 455 via a feed passage 456 and a return passage 457 communicate so that the first heat exchanger (s) 452 take a second working fluid in the heat exchanger of the Rankine circle 455 Absorbs heat from the first working fluid. It is understood that the first and second working fluids could be the same or different types.

Eine Pumpe 458 kann das Arbeitsfluid zwischen den ersten Wärmetauschern 452 und dem Rankine-Kreis 455 umlaufen lassen. Ein Steuermodul 446 kann mit der Pumpe 458 in Verbindung stehen und zur Ingangsetzung und Unterbrechung eines Stroms des Arbeitsfluids durch die ersten Wärmetauscher 452 den Betrieb der Pumpe 458 steuern. Das Steuermodul 446 kann die Pumpe 458 zum Beispiel basierend auf einer Temperatur des Reaktorsystems 420 und/oder des im Reaktorsystem 420 enthaltenen Fluids steuern. Zusätzlich oder alternativ hierzu könnte das Steuermodul 446 die Pumpe 458 zum Beispiel basierend auf der Motortemperatur, der Motorlaufzeit und/oder der Außenumgebungstemperatur steuern. Ergänzend oder als Alternative kann das Steuermodul 446 jederzeit die elektrischen Heizelemente 450, wie gewünscht, zum Heizen des Reaktorsystems 420 aktivieren oder deaktivieren. In einigen Konfigurationen kann die Pumpe 458 das Arbeitsfluid auch durch einen anderen Wärmetauscher umlaufen lassen, der den Reduktionsmitteltank 418 heizt.A pump 458 can the working fluid between the first heat exchangers 452 and the Rankine Circle 455 let it circulate. A control module 446 can with the pump 458 in communication and to initiate and interrupt a flow of the working fluid through the first heat exchangers 452 the operation of the pump 458 Taxes. The control module 446 can the pump 458 for example, based on a temperature of the reactor system 420 and / or in the reactor system 420 control fluid contained. Additionally or alternatively, the control module could 446 the pump 458 for example, based on the engine temperature, the engine run time, and / or the outside ambient temperature. In addition or as an alternative, the control module 446 at any time the electric heating elements 450 as desired, for heating the reactor system 420 enable or disable. In some configurations, the pump can 458 The working fluid can also circulate through another heat exchanger, the reducing agent tank 418 heated.

Unter Bezugnahme auf wird ein weiteres Abgasnachbehandlungssystem 510 bereitgestellt, das ein Abgasrohr 512, ein Reduktionsmittel-Zuführsystem 514 und ein Heizsystem 548 enthalten und von einem Verbrennungsmotor 516 ausgestoßenes Abgas behandeln kann.With reference to will be another exhaust aftertreatment system 510 provided, which is an exhaust pipe 512 , a reductant delivery system 514 and a heating system 548 included and from an internal combustion engine 516 can treat discharged exhaust gas.

Das Reduktionsmittel-Zuführsystem 514 kann einen Tank flüssigen Reduktionsmittels 518, eine Ammoniakquelle 520, einen Injektor oder eine Fördervorrichtung 524, eine Druckluftquelle 523 (welche einen Luftbehälter 525 und/oder eine Pumpe 540 enthalten kann) und einen SCR-Katalysator 526 umfasst. Das im Reduktionsmitteltank 518 enthaltene flüssige Reduktionsmittel kann in einem ersten Modus über eine erste Leitung 528 dem Injektor 524 zugeführt werden. Eine erste Pumpe 530 kann das flüssige Reduktionsmittel vom Reduktionsmitteltank 518 zum Injektor 524 fördern. Längs der ersten Leitung 528 kann ein Rückschlagventil 532 angeordnet werden, um den Rückstrom des Reduktionsmittels zu verhindern.The reductant delivery system 514 can be a tank of liquid reducing agent 518 , an ammonia source 520 , an injector or a conveyor 524 , a compressed air source 523 (which an air tank 525 and / or a pump 540 may contain) and an SCR catalyst 526 includes. That in the reducing agent tank 518 contained liquid reducing agent may in a first mode via a first line 528 the injector 524 be supplied. A first pump 530 the liquid reducing agent can be from the reducing agent tank 518 to the injector 524 promote. Along the first line 528 can be a check valve 532 are arranged to prevent the return flow of the reducing agent.

Die Ammoniakquelle 520 kann einen Ammoniakgenerator (z. B. das in gezeigte Reaktorsystem 20 oder irgendein anderes Reaktorsystem oder eine Ammoniak erzeugende Vorrichtung) enthalten, der Ammoniakgas erzeugt und/oder eine Vorrichtung zum Speichern von Ammoniakgas (zum Beispiel den in gezeigten Speichertank 22), die gasförmiges Ammoniak speichert. Das gasförmige Ammoniak kann in einem zweiten Modus über eine zweite Leitung 534 zum Injektor 524 geführt werden. Eine zweite Pumpe 536 kann das gasförmige Ammoniak von der Ammoniakquelle 520 zum Injektor 524 fördern. In wird die zweite Pumpe 536 längs der zweiten Leitung 534 angeordnet gezeigt, jedoch kann die zweite Pumpe 536 in einigen Konfigurationen auch von der zweiten Leitung 534 abgesetzt angeordnet sein und die Ammoniakquelle 520 unter Druck setzen.The ammonia source 520 can be an ammonia generator (eg the one in shown reactor system 20 or any other reactor system or apparatus that generates ammonia gas and / or a device for storing ammonia gas (for example, those described in U.S. Pat shown storage tank 22 ), which stores gaseous ammonia. The gaseous ammonia may in a second mode via a second conduit 534 to the injector 524 be guided. A second pump 536 can the gaseous ammonia from the source of ammonia 520 to the injector 524 promote. In becomes the second pump 536 along the second line 534 shown, however, the second pump can 536 in some configurations also from the second line 534 be discontinued and the source of ammonia 520 put under pressure.

Der Injektor 524 ist strömungsmäßig mit dem Abgasrohr 512 an einer Stelle stromaufwärts des SCR-Katalysators 526 verbunden. Der Injektor 524 kann das flüssige Reduktionsmittel vom Reduktionsmitteltank 518 und das gasförmige Ammoniak von der Ammoniakquelle 520 über einen Reduktionsmitteleingang (nicht gezeigt) beziehungsweise über einen Ammoniakgaseingang (nicht gezeigt) erhalten und das flüssige Reduktionsmittel und/oder das gasförmige Ammoniak dem Abgasstrom zuführen. Werden in einem dritten Modus sowohl das flüssige Reduktionsmittel als auch das Ammoniakgas in den Abgasstrom eingeleitet, so können das flüssige Reduktionsmittel und das gasförmige Ammoniak in einer Kammer (nicht gezeigt) innerhalb des Injektors 524 vor ihrer Einleitung in den Abgasstrom gemischt werden. In einigen Konfigurationen können das flüssige Reduktionsmittel und das gasförmige Ammoniak in einer Mischvorrichtung (nicht gezeigt) stromaufwärts des Injektors 524 gemischt werden. Der Injektor 524 kann mit einem Steuermodul 546 in Verbindung stehen, welches die Einspritzung und die Einspritzrate des flüssigen Reduktionsmittels und/oder des gasförmigen Ammoniaks in den Abgasstrom zum Beispiel basierend auf Betriebsparametern des Motors 516 und/oder einer Durchflussrate des die Ammoniakquelle 520 verlassenden Ammoniakgases steuert.The injector 524 is fluid with the exhaust pipe 512 at a point upstream of the SCR catalyst 526 connected. The injector 524 the liquid reducing agent can be from the reducing agent tank 518 and the gaseous ammonia from the ammonia source 520 via a reducing agent inlet (not shown) or via an ammonia gas inlet (not shown) and the liquid reducing agent and / or the gaseous ammonia supply the exhaust gas stream. If both the liquid reducing agent and the ammonia gas are introduced into the exhaust gas stream in a third mode, the liquid reducing agent and the gaseous ammonia may be in a chamber (not shown) within the injector 524 be mixed prior to their introduction into the exhaust stream. In some configurations, the liquid reductant and the gaseous ammonia may be present in a mixing device (not shown) upstream of the injector 524 be mixed. The injector 524 can with a control module 546 communicating the injection and rate of injection of the liquid reductant and / or gaseous ammonia into the exhaust stream, for example, based on operating parameters of the engine 516 and / or a flow rate of the ammonia source 520 leaving ammonia gas controls.

Der Luftbehälter 525 enthält ein unter Druck stehendes Fluid (zum Beispiel Druckluft) und steht strömungsmäßig mit dem Abgasstrom über eine dritte Leitung 538 und den Injektor 524 in Verbindung, wodurch die Einspritzung des flüssigen Reduktionsmittels und/oder des gasförmigen Ammoniaks in den Abgasstrom ermöglicht wird. Eine dritte Pumpe 540 kann das Fluid vom Luftbehälter 525 zum Abgasstrom fördern und ein Steuerventil 542 steuert den Strom des Fluids durch die dritte Leitung 538. In einigen Konfigurationen könnte eine Mischvorrichtung (nicht gezeigt) stromaufwärts des Injektors 524 und stromabwärts des Steuerventils 542 und der zweiten Pumpe 534 angeordnet sein, in der sich Druckluft und Ammoniakgas mischen können. Zwar ist die dritte Pumpe 540 in als längs der dritten Leitung 538 angeordnet gezeigt, jedoch kann in einigen Konfigurationen die dritte Pumpe 540 von der dritten Leitung 538 abgesetzt angeordnet sein und den Luftbehälter 525 unter Druck setzen. In Konfigurationen der Druckluftquelle 523 ohne Luftbehälter 525 kann die dritte Pumpe 540 Luft aus der Umgebung oder einem beliebigen anderen Luftvolumen ansaugen. Zudem kann das Steuerventil 542, das in stromaufwärts der Kreuzung der zweiten und dritten Leitung 534, 538 gezeigt ist, in einigen Konfigurationen zwischen dem Injektor 524 und der Kreuzung der zweiten und dritten Leitung 534, 538 gelegen sein. Das Steuermodul 546 kann mit dem Steuerventil 542 in Verbindung stehen, um das Steuerventil 542 zum Beispiel basierend auf Betriebsparametern des Motors 516 und/oder einer Durchflussrate des die Ammoniakquelle 520 verlassenden Ammoniakgases zu öffnen und zu schließen. Zusätzlich oder alternativ könnte das Steuermodul 546 das Steuerventil 542 zum Beispiel basierend der Motortemperatur, der Motorlaufzeit und/oder der Außenumgebungstemperatur steuern.The air tank 525 contains a pressurized fluid (eg, compressed air) and is in fluid communication with the exhaust stream via a third conduit 538 and the injector 524 in connection, whereby the injection of the liquid reducing agent and / or the gaseous ammonia is made possible in the exhaust gas stream. A third pump 540 can the fluid from the air tank 525 to promote exhaust flow and a control valve 542 controls the flow of fluid through the third conduit 538 , In some configurations, a mixing device (not shown) could be upstream of the injector 524 and downstream of the control valve 542 and the second pump 534 be arranged, in which compressed air and ammonia gas can mix. Although the third pump 540 in as along the third management 538 however, in some configurations, the third pump may be shown 540 from the third line 538 be set down and the air tank 525 put under pressure. In configurations of the compressed air source 523 without air tank 525 can the third pump 540 Aspirate air from the environment or any other volume of air. In addition, the control valve 542 , this in upstream of the junction of the second and third lines 534 . 538 shown in some configurations between the injector 524 and the intersection of the second and third lines 534 . 538 be located. The control module 546 can with the control valve 542 communicate with the control valve 542 for example, based on operating parameters of the engine 516 and / or a flow rate of the ammonia source 520 leaving ammonia gas to open and close. Additionally or alternatively, the control module could 546 the control valve 542 For example, based on the engine temperature, the engine runtime and / or the ambient temperature control.

Das Nachbehandlungssystem 510 kann das Heizsystem 548 zum Heizen des Reduktionsmitteltanks 518, des Luftbehälters 525 und der Ammoniakquelle 520 betreiben. Das Heizsystem 548 kann elektrische Heizelemente 550, 552, 554 in einer Wärmeübertragungsbeziehung mit dem Reduktionsmitteltank 518, dem Luftbehälter 525 bzw. der Ammoniakquelle 520 enthalten. Das Steuermodul 546 kann den Betrieb der elektrischen Heizelemente 550, 552, 554 steuern, um den Reduktionsmitteltank 518, den Luftbehälter 525 und die Ammoniakquelle 520 jeweils auf oder über einer gewünschten Mindesttemperatur zu halten.The aftertreatment system 510 can the heating system 548 for heating the reducing agent tank 518 , the air tank 525 and the source of ammonia 520 operate. The heating system 548 can electrical heating elements 550 . 552 . 554 in a heat transfer relationship with the reducing agent tank 518 , the air tank 525 or the source of ammonia 520 contain. The control module 546 can the operation of electric heating elements 550 . 552 . 554 control to the reducing agent tank 518 , the air tank 525 and the source of ammonia 520 each at or above a desired minimum temperature.

Weiterhin unter Bezugnahme auf wird der Betrieb des Nachbehandlungssystems 10 genauer beschrieben. Als Reaktion auf einen Kaltstart des Motors 516 (welcher unter Umständen erfolgen kann, in denen das vom Motor 516 ausgestoßene Abgas wärmer als die Aktivierungstemperatur des SCR 526 ist, jedoch kälter als die Temperatur, bei der flüssiges Reduktionsmittel in den Gaszustand übergehen kann) kann das in der Ammoniakquelle 520 gespeicherte Ammoniakgas dem Abgasstrom im Abgasrohr 512 durch die zweite Leitung 534 und den Injektor 524 zugeführt werden. Nach dem Kaltstart des Motors 516 kann ein Heizen der Ammoniakquelle 520 erforderlich sein, um die zur Erzeugung des Ammoniakgases nötigen Reaktionen in dieser zu ermöglichen. Unter solchen Bedingungen kann das Steuermodul 546 das elektrische Heizelement 554 aktivieren.Further referring to becomes the operation of the aftertreatment system 10 described in more detail. In response to a cold start of the engine 516 (which can be done in circumstances where that of the engine 516 emitted exhaust gas warmer than the activation temperature of the SCR 526 is, but colder than the temperature at which liquid reducing agent can go into the gas state) that in the source of ammonia 520 stored ammonia gas the exhaust stream in the exhaust pipe 512 through the second line 534 and the injector 524 be supplied. After the cold start of the engine 516 may be heating the ammonia source 520 be required to allow the necessary for the production of the ammonia gas reactions in this. Under such conditions, the control module 546 the electric heating element 554 activate.

Unmittelbar nach einem Kaltstart kann das Steuermodul 546 das elektrische Heizelement 550 aktivieren, um im Tank 518 Flüssigkeit aufzutauen. Während dieser Zeit kann das flüssige Reduktionsmittel vom Tank 518 durch die erste Leitung 528 zum Injektor 524 geliefert werden und das Steuermodul 546 kann dahingehend betrieben werden, in den Abgasstrom im Abgasrohr 512 das flüssige Reduktionsmittel statt des Ammoniakgases einzuspritzen.Immediately after a cold start, the control module 546 the electric heating element 550 activate to in the tank 518 Thaw liquid. During this time, the liquid reducing agent from the tank 518 through the first line 528 to the injector 524 be delivered and the control module 546 can be operated to the exhaust gas flow in the exhaust pipe 512 to inject the liquid reducing agent instead of the ammonia gas.

In einigen Konfigurationen kann das Steuermodul 546 den Injektor 524 dahingehend betreiben, ein Gemisch des flüssigen Reduktionsmittels vom Reduktionsmitteltank 518 und des Ammoniakgases von der Ammoniakquelle 520 in den Abgasstrom einzuspritzen. Der Luftbehälter 525 kann das in ihm enthaltene Fluid über die dritte Leitung 538 zum Injektor 524 leiten, das Einspritzen des Gemischs des flüssigen Reduktionsmittels und des Ammoniakgases in den Abgasstrom dahingehend. Das Steuermodul 546 kann dahingehend betrieben werden, die Positionierung des Steuerventils 542 so zu steuern, dass vom Luftbehälter 525 eine optimale Menge des Fluids zu einem gegebenen Zeitpunkt bereitgestellt wird, um die Einspritzung des Gemischs des flüssigen Reduktionsmittels und des Ammoniakgases in den Abgasstrom zu ermöglichen. Es versteht sich, dass der Luftbehälter 525 auch die Einspritzung des flüssigen Reduktionsmittels und Ammoniakgases in den Abgasstrom unabhängig voneinander ermöglichen kann.In some configurations, the control module may 546 the injector 524 to operate a mixture of the liquid reducing agent from the reducing agent tank 518 and the ammonia gas from the ammonia source 520 to inject into the exhaust stream. The air tank 525 can the fluid contained in it via the third line 538 to the injector 524 injecting the mixture of the liquid reducing agent and the ammonia gas into the exhaust gas stream. The control module 546 can be operated to the position of the control valve 542 to control that from the air tank 525 an optimum amount of the fluid is provided at a given time to allow the injection of the mixture of the liquid reducing agent and the ammonia gas into the exhaust gas stream. It is understood that the air tank 525 Also, the injection of the liquid reducing agent and ammonia gas in the exhaust stream can independently allow each other.

Das Steuermodul 546 kann das Heizelement 552 zum Vorheizen des im Luftbehälter 525 enthaltenen Fluids so aktivieren, dass das System die gewünschte Wirksamkeit erreicht. Das längs der ersten Leitung 528 angeordnete Rückschlagventil 532 verhindert, dass das vom Luftbehälter 525 austretende Fluid in der ersten Leitung 528 einen Rückstrom erzeugt.The control module 546 can the heating element 552 for preheating the in the air tank 525 activated fluid so that the system reaches the desired efficacy. That along the first line 528 arranged check valve 532 prevents that from the air tank 525 escaping fluid in the first conduit 528 generates a return current.

Das Steuermodul 546 kann auch mit der ersten Pumpe 530, der zweiten Pumpe 536 und der dritten Pumpe 540 in Verbindung stehen und deren Betrieb steuern.The control module 546 can also with the first pump 530 , the second pump 536 and the third pump 540 communicate and control their operation.

In einigen Konfigurationen kann der Injektor 524 strömungsmäßig mit einer Rückleitung 529 verbunden sein, durch welche vom Injektor 524 über die erste Leitung 528 erhaltenes flüssiges Reduktionsmittel zum Tank flüssigen Reduktionsmittels 518 zurückgeführt werden kann. Das vom Injektor 524 zum Tank flüssigen Reduktionsmittels 518 durch die Rückleitung 529 zurückgeführte flüssige Tank flüssigen Reduktionsmittels kann zur besseren Kühlung des Injektors 524 dienen. In einigen Konfigurationen kann Luft vom Luftbehälter 525 und/oder Gas von der Ammoniakquelle 520 zum Kühlen des Injektors 524 verwendet werden, in dem sie bzw. es um wärmeempfindliche Komponenten des Injektors 524 herumströmt.In some configurations, the injector 524 fluidly with a return line 529 be connected, through which of the injector 524 over the first line 528 obtained liquid reducing agent to the tank of liquid reducing agent 518 can be returned. That from the injector 524 to the tank of liquid reducing agent 518 through the return 529 Returned liquid tank liquid reducing agent can help to better cool the injector 524 serve. In some configurations, air may be from the air tank 525 and / or gas from the source of ammonia 520 for cooling the injector 524 can be used in which they or heat-sensitive components of the injector 524 around flows.

Unter Bezugnahme auf die und wird ein Injektor 624 verfügbar gemacht, der anstelle des Injektors 524 im Abgasnachbehandlungssystem 510 eingebaut werden kann. Der Injektor 624 kann einen äußeren Injektorkörper 626, einen ersten inneren Injektorkörper 628, einen zweiten inneren Injektorkörper 630, einen Zapfen 632, einen Stiftkopf 634 und eine Lochplatte 636 enthalten. Der äußere Injektorkörper 626 kann einen inneren Hohlraum 638 enthalten, in welchem die inneren Injektorkörper 628, 630, der Zapfen 632, der Stiftkopf 634 und die Lochplatte 636 angeordnet sind. Der äußere Injektorkörper 626 kann auch einen ersten Port (zum Beispiel einen Einlass für flüssiges Reduktionsmittel) 640, ein zweiten Port (zum Beispiel einen Einlass für Ammoniakgas) 642, einen dritten Port (zum Beispiel einen Rückleitungsauslass) 644, einen vierten Port (zum Beispiel einen Ammoniakgas-Auslass) 646 und einen fünften Port (zum Beispiel einen Auslass für flüssiges Reduktionsmittel) 648 enthalten. Der erste, dritte und fünfte Port 640, 644, 648 können strömungsmäßig mit dem Hohlraum 638 verbunden sein. Der zweite und der vierte Port 642, 646 sind strömungsmäßig untereinander verbunden und können vom Hohlraum 638 strömungsmäßig getrennt sein.With reference to the and becomes an injector 624 made available instead of the injector 524 in the exhaust aftertreatment system 510 can be installed. The injector 624 may be an outer injector body 626 , a first inner injector body 628 , a second inner injector body 630 , a cone 632 , a pen head 634 and a perforated plate 636 contain. The outer injector body 626 can have an internal cavity 638 contained, in which the inner injector body 628 . 630 , the cone 632 , the pencil head 634 and the perforated plate 636 are arranged. The outer injector body 626 may also include a first port (eg, a liquid reductant inlet) 640, a second port (eg, an ammonia gas inlet) 642, a third port (eg, a return port) 644, a fourth port (eg, an ammonia gas outlet ) 646 and a fifth port (for example, a liquid reductant outlet) 648. The first, third and fifth port 640 . 644 . 648 can flow with the cavity 638 be connected. The second and the fourth port 642 . 646 are fluidly interconnected and can from the cavity 638 be separated in terms of flow.

Die ersten und zweiten inneren Injektorkörper 628, 630 können im Allgemeinen Rohrkörper sein, welche jeweils erste und zweite innere Durchgänge 650, 652 festlegen, die strömungsmäßig untereinander und mit dem dritten Port 644 verbunden sind. Die ersten und zweiten inneren Injektorkörper 628, 630 können gemeinsam einen ringförmigen äußeren Durchgang 654 bilden, welcher die inneren Durchgänge 650, 652 umschließt. Der zweite innere Injektorkörper 630 ist axial zwischen dem ersten inneren Injektorkörper 628 und der Lochplatte 636 angeordnet. Ein Ende des zweiten inneren Injektorkörpers 630 kann eine oder mehrere Öffnungen 657 aufweisen, welche eine strömungsmäßige Verbindung zwischen dem ringförmigen äußeren Durchgang 654 und dem zweiten inneren Durchgang 652 ermöglichen.The first and second inner injector bodies 628 . 630 may generally be tubular bodies, each having first and second internal passages 650 . 652 which are fluid with each other and with the third port 644 are connected. The first and second inner injector bodies 628 . 630 can share an annular outer passage 654 form, which the inner passages 650 . 652 encloses. The second inner injector body 630 is axially between the first inner injector body 628 and the perforated plate 636 arranged. One end of the second inner injector body 630 can have one or more openings 657 having a fluid connection between the annular outer passage 654 and the second inner passage 652 enable.

Der Zapfen 632 und der Stiftkopf 634 sind aneinander befestigt und innerhalb des zweiten inneren Injektorkörpers 630 angeordnet. Der Stiftkopf 634 ist an einem Ende des Stifts 632 befestigt und das andere Ende des Stifts 632 sitzt selektiv an der Lochplatte 636. Der Stiftkopf 634 kann einen oder mehrere Durchlässe 655 aufweisen, die eine strömungsmäßige Verbindung zwischen dem ersten und zweiten inneren Durchgang 654 liefern.The pin 632 and the pen head 634 are attached to each other and within the second inner injector body 630 arranged. The pen head 634 is at one end of the pen 632 attached and the other end of the pen 632 sits selectively on the perforated plate 636 , The pen head 634 can have one or more culverts 655 having a fluid connection between the first and second inner passage 654 deliver.

Eine Feder 656 ist innerhalb des ersten inneren Injektorkörpers 628 angeordnet und spannt den Stiftkopf 634 vom ersten inneren Injektorkörper 628 vorweg, wodurch der Zapfen 632 gegen einen, einen Auslass 658 in der Lochplatte 636 bildenden Ventilsitz vorgespannt wird. Ein Magnet 660 kann den Stiftkopf 634 umschließen und so betrieben werden, dass er den Stiftkopf 634 und den Zapfen 632 gegen den ersten inneren Injektorkörper 628 drückt, um den Zapfen 632 vom Auslass 658 zu trennen und Fluid vom ringförmigen äußeren Durchgang 654 durch den Auslass 658 in der Lochplatte 636 und aus dem Injektor 624 durch den fünften Port 648 austreten zu lassen.A feather 656 is inside the first inner injector body 628 arranged and clamped the pin head 634 from the first inner injector body 628 anticipated, causing the pin 632 against one, one outlet 658 in the perforated plate 636 is biased forming valve seat. A magnet 660 can the pen head 634 enclose and operate so that it is the pen head 634 and the pin 632 against the first inner injector body 628 pushes to the pin 632 from the outlet 658 to separate and fluid from the annular outer passage 654 through the outlet 658 in the perforated plate 636 and from the injector 624 through the fifth port 648 to let escape.

Der zweite Port 642 kann strömungsmäßig mit einem sich durch den äußeren Injektorkörper 626 erstreckenden Durchgang 670 verbunden sein. Der äußere Injektorkörper 626 kann einen Ringbund 672 enthalten, der einen Teil des zweiten inneren Injektorkörpers 630 und den fünften Port 648 umschließt. Eine ringförmige Vertiefung 674 kann in einem axialen Ende des Bunds 672 ausgebildet sein und eine strömungsmäßige Verbindung zwischen dem Durchgang 670 und dem vierten Port 646 ermöglichen.The second port 642 may be fluid with a through the outer injector body 626 extending passage 670 be connected. The outer injector body 626 can a ring collar 672 containing a portion of the second inner injector body 630 and the fifth port 648 encloses. An annular recess 674 can be in one axial end of the waistband 672 be formed and a fluid connection between the passage 670 and the fourth port 646 enable.

Wie oben beschrieben, kann der Injektor 624 anstatt des Injektors 524 in dem in gezeigten System 510 eingebaut sein. Das heißt, der erste Port 640 kann strömungsmäßig mit der ersten Leitung 528 verbunden sein, der zweite Port 642 kann strömungsmäßig mit der zweiten Leitung 534 und der dritten Leitung 538 verbunden sein und der dritte Port 644 kann strömungsmäßig mit der Rückleitung 529 verbunden sein.As described above, the injector 624 instead of the injector 524 in the shown system 510 be installed. That is, the first port 640 can flow with the first line 528 be connected, the second port 642 can flow with the second line 534 and the third line 538 be connected and the third port 644 can flow with the return line 529 be connected.

Flüssiges Reduktionsmittel kann in den Injektor 624 durch den ersten Port 640 eintreten und in den äußeren ringförmigen Durchgang 654, der am ersten inneren Injektorkörper 628 anliegt, einströmen. Das flüssige Reduktionsmittel kann axial durch den äußeren ringförmigen Durchgang 654 (das heißt parallel zu einer Längsachse des äußeren ringförmigen Durchgangs 654) zur Lochplatte 636 fließen. Das Steuermodul 546 kann mit dem Magnet 660 in Verbindung stehen und den Magnet 660 den Zapfen 632 aus einem Dichtungseingriff mit der Lochplatte 636 schieben lassen, so dass das flüssige Reduktionsmittel im äußeren ringförmigen Durchgang 654 durch den Auslass 658 und den fünften Port 648 strömen und in den Abgasstrom im Abgasrohr 512 eintreten kann.Liquid reducing agent can be added to the injector 624 through the first port 640 enter and enter the outer annular passageway 654 at the first inner injector body 628 is present, inflow. The liquid reducing agent may pass axially through the outer annular passage 654 (that is, parallel to a longitudinal axis of the outer annular passage 654 ) to the perforated plate 636 flow. The control module 546 can with the magnet 660 communicate and the magnet 660 the pin 632 from a sealing engagement with the perforated plate 636 let slide so that the liquid reducing agent in the outer annular passage 654 through the outlet 658 and the fifth port 648 flow and into the exhaust stream in the exhaust pipe 512 can occur.

Wenn sich der Zapfen 632 in einem Dichtungseingriff mit der Lochplatte 636 befindet (und hiermit einen Strom durch den fünften Port 648 verhindert), kann das flüssige Reduktionsmittel im äußeren ringförmigen Durchgang 654 durch den einen oder die mehreren Durchlässe 657 im zweiten inneren Injektorkörper 630 und in den zweiten inneren Durchgang 652 strömen. Flüssiges Reduktionsmittel im zweiten inneren Durchgang 652 kann axial zu dem Stiftkopf 634 und durch den einen oder die mehreren Durchlässe 655 im Stiftkopf 634 in den ersten inneren Durchgang 650 fließen. Vom ersten inneren Durchgang 650 kann das flüssige Reduktionsmittel aus dem Injektor 624 durch den dritten Port 644 und in die Rückleitung 529 zurück zum Tank flüssigen Reduktionsmittels 518 fließen. Das durch die inneren Durchgänge 650, 652 strömende flüssige Reduktionsmittel kann den Magnet 660 und/oder andere wärmeempfindliche Komponenten des Injektors 624 kühlen.If the pin 632 in a sealing engagement with the perforated plate 636 (and hereby a current through the fifth port 648 prevents), the liquid reducing agent in the outer annular passage 654 through the one or more passages 657 in the second inner injector body 630 and in the second inner passage 652 stream. Liquid reducing agent in the second internal passage 652 can be axial to the pin head 634 and through the one or more passages 655 in the pen head 634 in the first inner passage 650 flow. From the first inner passage 650 can the liquid reducing agent from the injector 624 through the third port 644 and in the return 529 back to the tank of liquid reducing agent 518 flow. That by the internal passages 650 . 652 flowing liquid reducing agent may be the magnet 660 and / or other heat-sensitive components of the injector 624 cool.

Gasförmiges Ammoniak (und optional Luft) kann in den Injektor 624 durch den zweiten Port 642 eintreten und in den Durchgang 670 strömen. Vom Durchgang 670 kann gasförmiges Ammoniak (und Luft) zur ringförmigen Vertiefung 674 und durch den vierten Port 646 in den Abgasstrom im Abgasrohr 512 strömen. In einigen Konfigurationen kann der Strom des gasförmigen Ammoniaks und/oder der Luft durch den zweiten und vierten Port 642, 646 den Magnet 660 und/oder andere wärmeempfindliche Komponenten des Injektors 624 kühlen.Gaseous ammonia (and optionally air) can enter the injector 624 through the second port 642 enter and into the passage 670 stream. From the passage 670 can gaseous ammonia (and air) to the annular recess 674 and through the fourth port 646 in the exhaust gas flow in the exhaust pipe 512 stream. In some configurations, the flow of gaseous ammonia and / or air through the second and fourth ports 642 . 646 the magnet 660 and / or other heat-sensitive components of the injector 624 cool.

In einigen Konfigurationen (zum Beispiel der in gezeigten Konfiguration) enthält der Injektor 624 möglicherweise keinen zweiten Port 642 und vierten Port 646. In solchen Konfigurationen schließt das System 510 möglicherweise keine Rückleitung 529 ein, der dritte Port 644 kann strömungsmäßig mit der zweiten Leitung 534 und der dritten Leitung 538 verbunden sein und der erste Port 640 kann strömungsmäßig, wie in gezeigt, mit der ersten Leitung 528 verbunden sein. Wie oben beschrieben, kann flüssiges Reduktionsmittel von der ersten Leitung 528 durch den ersten Port 640, den ringförmigen äußeren Durchgang 654 und den fünften Port 648 fließen, wenn der Zapfen 632 aus einem Dichtungseingriff mit der Lochplatte 636 geschoben ist.In some configurations (for example, the in shown configuration) contains the injector 624 possibly no second port 642 and fourth port 646 , In such configurations the system will close 510 possibly no return 529 one, the third port 644 can flow with the second line 534 and the third line 538 be connected and the first port 640 can be fluid, as in shown with the first lead 528 be connected. As described above, liquid reductant may be from the first conduit 528 through the first port 640 , the annular outer passage 654 and the fifth port 648 flow when the pin 632 from a sealing engagement with the perforated plate 636 pushed.

Gasförmiges Ammoniak (und optional Luft) kann durch den dritten Port 644 in den Injektor 624 eintreten. Vom dritten Port 644 kann gasförmiges Ammoniak (und Luft) durch den ersten inneren Durchgang 650 und in den zweiten inneren Durchgang 652 strömen. Vom zweiten inneren Durchgang 652 kann das gasförmige Ammoniak (und Luft) durch den einen oder die mehreren Durchlässe 657 im zweiten inneren Injektorkörper 630 und durch den fünften Port 648 (und in das Abgasrohr 512) strömen, wenn der Zapfen 632 aus einem Dichtungseingriff mit der Lochplatte 636 geschoben ist. Das gasförmige Ammoniak (und Luft) können sich im ringförmigen äußeren Durchgang 654 mit dem flüssigen Reduktionsmittel mischen, was vor, während und/oder nach dem Ausströmen des flüssigen Reduktionsmittels und des Ammoniakgases durch den Auslass 658 und den fünften Port 648 erfolgen kann.Gaseous ammonia (and optionally air) can pass through the third port 644 in the injector 624 enter. From the third port 644 can gaseous ammonia (and air) through the first internal passage 650 and in the second inner passage 652 stream. From the second inner passage 652 The gaseous ammonia (and air) can pass through the one or more passages 657 in the second inner injector body 630 and through the fifth port 648 (and into the exhaust pipe 512 ) flow when the pin 632 from a sealing engagement with the perforated plate 636 pushed. The gaseous ammonia (and air) may be in the annular outer passage 654 mix with the liquid reducing agent, which before, during and / or after the outflow of the liquid reducing agent and the ammonia gas through the outlet 658 and the fifth port 648 can be done.

In der obigen Konfiguration des Injektors 624 ( ), welche den zweiten Port 642 und den vierten Port 646 nicht enthält, könnte der Injektor 624 auch in einem beliebigen der zuvor beschriebenen Systeme 10, 110, 210, 310, 410 eingebaut sein.In the above configuration of the injector 624 ( ), which is the second port 642 and the fourth port 646 not containing, could be the injector 624 also in any of the systems described above 10 . 110 . 210 . 310 . 410 be installed.

In Bezugnahme auf wird nun ein anderer Injektor 724 bereitgestellt, der anstatt des Injektors 524 im System 510 eingebaut werden kann. Struktur und Funktion des Injektors 724 können allgemein ähnlich wie bei dem oben beschriebenen Injektor 624 sein und ähnliche Eigenschaften werden deshalb möglicherweise nicht im Einzelnen wiederholt beschrieben. Der Injektor 724 kann einen äußeren Injektorkörper 726 enthalten, der über einen ersten Port (z. B. einen Einlass für flüssiges Reduktionsmittel) 740, einen zweiten Port (z. B. einen Einlass für Ammoniakgas) 742, einen dritten Port (z. B. einen Rückleitungsauslass) 744, einen vierten Port (z. B. einen Ammoniakgas-Auslass) 746 und einen fünften Port (z. B. einen Auslass für flüssiges Reduktionsmittel) 748 verfügt. Der fünfte Injektor-Port 748 kann durch eine Lochplatte 736 definiert werden.In reference to will now be another injector 724 provided instead of the injector 524 in the system 510 can be installed. Structure and function of the injector 724 can generally be similar to the injector described above 624 Its and similar properties may therefore not be described repeatedly in detail. The injector 724 may be an outer injector body 726 which includes a first port (eg, a liquid reductant inlet) 740, a second port (eg, an ammonia gas inlet) 742, a third port (eg, a return port) 744, a fourth port Port (eg, an ammonia gas outlet) 746 and a fifth port (eg, a liquid reductant outlet) 748. The fifth injector port 748 can through a perforated plate 736 To be defined.

Ein rohrförmiger Innenkörper 728 kann axial auf den dritten Port 744 ausgerichtet sein und einen inneren Durchgang 752 in strömungsmäßiger Verbindung mit dem dritten Port 744 definieren. Ein Zapfen 732 kann durch den inneren Durchgang 752 verlaufen und selektiv einen Ventilsitz auf der den fünften Port 748 bildenden Lochplatte 736 verschließend in Dichtungseingriff nehmen. Ein erster Ringbund 760 kann sich vom äußeren Injektorkörper 726 erstrecken und zumindest einen Teil des rohrförmigen Innenkörpers 728 umschließen. Der erste Ringbund 760 und der rohrförmige Innenkörper 728 können zusammen einen ringförmigen Zwischendurchgang 754 bilden, der in strömungsmäßiger Verbindung mit dem ersten Port 740 steht. Der ringförmige Zwischendurchgang 754 ist strömungsmäßig mit dem ersten Port 740 und dem fünften Port 748 verbunden, wenn sich der Zapfen 748 in einer offenen Position befindet (das heißt, vom Magnet 760 aus einem Dichtungseingriff mit der Lochplatte 736 bewegt ist). Der ringförmige Zwischendurchgang 754 steht auch in strömungsmäßiger Verbindung mit dem inneren Durchgang 752, was über einen oder mehrere Durchlässe 762 in einem unteren am rohrförmigen Innenkörper 728 und dem ersten Ringbund 760 befestigten Führungsglied 764 erfolgt. Der rohrförmige Innenkörper 728 und der erste Ringbund 760 können eine Patronenbaugruppe bilden, die der Patronenbaugruppe ähnelt, die in dem eigenen US-Patent Nr. 8,978,364 des Rechtsnachfolgers offenbart ist, auf dessen Offenbarung hier Bezug genommen wird.A tubular inner body 728 can be axial on the third port 744 be aligned and an internal passage 752 in fluid communication with the third port 744 define. A cone 732 can through the inner passage 752 run and selectively a valve seat on the fifth port 748 forming perforated plate 736 sealingly into sealing engagement. A first ring collar 760 may be from the outer injector body 726 extend and at least a portion of the tubular inner body 728 enclose. The first ring collar 760 and the tubular inner body 728 can together form an annular intermediate passage 754 form, in fluid communication with the first port 740 stands. The annular intermediate passage 754 is fluid with the first port 740 and the fifth port 748 connected when the pin 748 in an open position (that is, from the magnet 760 from a sealing engagement with the perforated plate 736 is moved). The annular intermediate passage 754 is also in fluid communication with the internal passageway 752 What about one or more culverts 762 in a lower on the tubular inner body 728 and the first ring collar 760 attached guide member 764 he follows. The tubular inner body 728 and the first ring collar 760 can form a cartridge assembly that resembles the cartridge assembly used in its own U.S. Patent No. 8,978,364 of the assignee, the disclosure of which is incorporated herein by reference.

Ein zweiter Ringbund 770 kann sich vom äußeren Injektorkörper 726 erstrecken und mindestens einen Teil des ersten Ringbunds 760 und des rohrförmigen Innenkörpers 728 umschließen. Der zweite Ringbund 770 und der erste Ringbund 760 können zusammen eine Ringform des vierten Ports 746 definieren, so dass der vierte Port 746 den fünften Port 748 umschließt und radial außerhalb des fünften Ports 748 gelegen ist. Der fünfte Port 748 ist strömungsmäßig mit dem zweiten Port 742 verbunden. Auf Grund der Ringform des zweiten Ringbunds 770 und der Positionierung des zweiten Ringbunds 770 um den ersten Ringbund 760 und den Zapfen 732 können das gasförmige Ammoniak und/oder die Luft durch den zweiten Ringbund 770 strömen und wärmeempfindliche Komponenten des Injektors 724 kühlen. Während den vierten Port 746 als offenen ringförmigen Port darstellt, kann der vierte Port 746 in einigen Konfigurationen Abstandshalter (d. h. stützende Glieder) aufweisen, die den zweiten Ringbund 770 teilweise bezüglich des ersten Ringbunds 760 abstützen und den Fluidstrom dort hindurch teilweise blockieren.A second ring collar 770 may be from the outer injector body 726 extend and at least a portion of the first ring collar 760 and the tubular inner body 728 enclose. The second ring collar 770 and the first ring collar 760 can together form a ring shape of the fourth port 746 define so that the fourth port 746 the fifth port 748 encloses and radially outside the fifth port 748 is located. The fifth port 748 is fluid with the second port 742 connected. Due to the ring shape of the second ring collar 770 and the positioning of the second annular collar 770 around the first ring collar 760 and the pin 732 may be the gaseous ammonia and / or the air through the second annular collar 770 flow and heat sensitive components of the injector 724 cool. While the fourth port 746 represents as open ring-shaped port, the fourth port 746 in some configurations, spacers (ie, supporting members) having the second annular collar 770 partly with respect to the first ring collar 760 support and partially block the fluid flow therethrough.

Unter Bezugnahme auf und wird eine weitere Fördervorrichtung 1 und Abgasanlage 2 geliefert. Die Fördervorrichtung 1 kann auf ähnliche oder identische Weise wie die oben beschriebenen Fördervorrichtungen oder Injektoren 24, 524, 624, 724 strukturiert sein und funktionieren, mit Ausnahme einiger nachstehend beschriebener Abweichungen. Ähnliche Eigenschaften werden deswegen nicht erneut im Einzelnen beschrieben.With reference to and will be another conveyor 1 and exhaust system 2 delivered. The conveyor 1 may be similar or identical to the conveyors or injectors described above 24 . 524 . 624 . 724 be structured and functioning, with the exception of some deviations described below. Similar properties will therefore not be described again in detail.

Die Fördervorrichtung 1 kann ein Additiv in eine Mischeinrichtung 2.1 einer Abgasanlage 2 stromaufwärts einer Abgasnachbehandlungsvorrichtung 7 (z. B. einem SCR-Katalysator, Oxidationskatalysator, Partikelfilter usw.) einleiten, wobei die Fördervorrichtung 1 zumindest einen ersten Zuleitkanal 1.1 mit mindestens einer ersten Zuführungsöffnung 1.2 und einem Heizelement 3 aufweist, um mindestens einen Teil des Additivs zu verdampfen, das durch den ersten Zuleitkanal 1.1 eingeführt werden kann.The conveyor 1 may be an additive in a mixing device 2.1 an exhaust system 2 upstream of an exhaust aftertreatment device 7 (eg, an SCR catalyst, oxidation catalyst, particulate filter, etc.), the delivery device 1 at least a first Zuleitkanal 1.1 with at least one first feed opening 1.2 and a heating element 3 to evaporate at least a portion of the additive passing through the first supply channel 1.1 can be introduced.

In verdampftem Zustand liegt das Additiv als Gas vor. Bei einer Verdampfungsrate von unter 100% ist der verbliebene Teil flüssig, normalerweise in Form eines unverdampften Flüssigkeitsfilms oder von Tröpfchen. Die Größe der Tröpfchen kann hier je nach Umgebungsbedingungen sehr verschieden sein. Auch kann ein ursprünglich dampfförmiges Medium durch Kühlen kondensieren und in Form von Tröpfchen wieder flüssig werden.In the vaporized state, the additive is present as a gas. At an evaporation rate below 100%, the remaining part is liquid, usually in the form of an unvaporised liquid film or droplets. The size of the droplets can be very different depending on the environmental conditions. Also, an originally vaporous medium can condense by cooling and become liquid again in the form of droplets.

Die vorliegende Offenbarung liefert auch ein Verfahren zur Einführung des Additivs in die Abgasanlage 2 mittels der Fördervorrichtung 1 dieses Typs.The present disclosure also provides a method of introducing the additive into the exhaust system 2 by means of the conveyor 1 of this type.

Beim Additiv kann es sich um ein Substrat handeln, das dafür ausgelegt ist, separat allein zugeführt zu werden. Alternativ kann es sich beim Additiv um eine Trägerlösung handeln, welche das gewünschte Substrat enthält. Im beschriebenen Ausführungsbeispiel kann insbesondere ein Reduktionsmittel wie Ammoniak als mögliches Substrat betrachtet werden. Die vorliegende Offenbarung liefert auch eine Mischeinrichtung 2.1 mit der Fördervorrichtung 1 und zur Abgasanlage 2 mit der Mischeinrichtung 2.1 dieses Typs.The additive may be a substrate designed to be supplied alone by itself. Alternatively, the additive may be a carrier solution containing the desired substrate. In the described embodiment, in particular, a reducing agent such as ammonia can be considered as a possible substrate. The present disclosure also provides a mixer 2.1 with the conveyor 1 and the exhaust system 2 with the mixing device 2.1 of this type.

Eine Dosiereinheit für ein Additiv ist bereits aus dem US-Patent 2008/0073558 A1 bekannt. Diese enthält einen von einem Wärmespeichersystem umgebenen Kapillarkanal zur Förderung des flüssigen Additivs. Mittels des Wärmespeichersystems kann das Additiv kurz oder auch kontinuierlich bis zum Erreichen einer Verdampfungstemperatur erhitzt werden.A dosing unit for an additive is already from the US Patent 2008/0073558 A1 known. This contains a surrounded by a heat storage system capillary channel to promote the liquid additive. By means of the heat storage system, the additive can be heated briefly or continuously until it reaches an evaporation temperature.

Eine ähnliche Dosiereinheit für ein Additiv, z. B. eine Ammoniaklösung oder einen Kohlenwasserstoff, ist aus der WO 2014/070516 A1 bekannt. Diese enthält einen Umlaufkanal für das Additiv, so dass es als Kühlmittel für die Dosiereinheit dienen kann. Zudem werden ein oder mehrere Kapillarkanäle bereitgestellt, in denen das Additiv zur Einführung in den Strom des Abgases verdampft wird. Die hierzu benötigte Wärmeenergie kann optional, besonders während der Startphase, von einem Heizelement erzeugt werden.A similar dosing unit for an additive, e.g. As an ammonia solution or a hydrocarbon, is from the WO 2014/070516 A1 known. This contains a circulation channel for the additive, so that it can serve as a coolant for the metering unit. In addition, one or more capillary channels are provided in which the additive for introduction into the flow of the exhaust gas is evaporated. The heat energy required for this purpose can optionally be generated by a heating element, especially during the starting phase.

Eine Zielsetzung der vorliegenden Offenbarung ist die Auslegung und Anordnung einer Fördervorrichtung 1 zur Zuführung des Additivs und ein Verfahren, um das Additiv so einführen zu können, dass eine verbesserte Einführrate und eine schnellere Bereitstellung des Additivs erzielt werden können.An object of the present disclosure is the design and arrangement of a conveyor 1 for supplying the additive and a method for introducing the additive so that an improved introduction rate and a faster provision of the additive can be achieved.

Das Ziel kann nach einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung durch erreicht werden, dass mindestens ein zweiter Zuleitkanal 1.3 mit mindestens einer zweiten Zuführungsöffnung 1.4 bereitgestellt wird, wobei der zweite Zuleitkanal 1.3 das zur Verdampfung dienende Heizelement 3 nicht enthält.The goal may be achieved, in one aspect of the present disclosure, by having at least one second supply channel 1.3 with at least one second feed opening 1.4 is provided, wherein the second supply channel 1.3 the heating element used for evaporation 3 does not contain.

Das Ziel kann auch nach einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung dadurch erreicht werden, dass das Additiv selektiv durch den ersten Zuleitkanal 1.1 und die erste Zuführungsöffnung 1.2 und/oder durch den zweiten Zuleitkanal 1.3 und die zweite Zuführungsöffnung 1.4 eingeleitet wird, wobei bei der Zuleitung durch den ersten Zuleitkanal 1.1 das Additiv zumindest teilweise verdampft und zumindest teilweise in verdampfter Form von der ersten Zuführungsöffnung 1.2 zur Abgasanlage 2 geführt wird, und das Additiv über den zweiten Zuleitkanal 1.3 und die zweite Zuführungsöffnung 1.4 in flüssiger Form zugeführt wird.The objective may also be achieved, in one aspect of the present disclosure, by selectively passing the additive through the first delivery channel 1.1 and the first feed opening 1.2 and / or through the second supply channel 1.3 and the second feed opening 1.4 is introduced, wherein at the supply line through the first supply channel 1.1 the additive is at least partially vaporized and at least partially vaporized from the first supply port 1.2 to the exhaust system 2 is guided, and the additive via the second supply channel 1.3 and the second feed opening 1.4 is supplied in liquid form.

Hiermit ist es möglich, Additive je nach Betriebszustand des Verbrennungsmotors optimal in verschiedenen Aggregatzuständen dem Abgas über die Fördervorrichtung 1 zuzuführen. Die entsprechenden Zuführungsöffnungen 1.2, 1.4 oder Zuleitkanäle 1.1, 1.3 können gemäß dem jeweils zuzuführenden Aggregatzustand ausgelegt werden, so dass einerseits für das flüssige Medium und andererseits auch für das zumindest teilweise gasförmige Medium optimale Strömungsbedingungen erhalten werden können. Durch Verwendung des zweiten Kanals 1.3 kann die Zuführung auch gleichzeitig in zwei verschiedenen Aggregatzuständen erfolgen (zum Beispiel in flüssiger Form und in zumindest teilweise verdampfter Form).This makes it possible, depending on the operating condition of the engine optimally additives in different states of matter the exhaust gas on the conveyor 1 supply. The corresponding feed openings 1.2 . 1.4 or supply channels 1.1 . 1.3 can be designed in accordance with the respective state of aggregation to be supplied so that optimum flow conditions can be obtained on the one hand for the liquid medium and on the other hand for the at least partially gaseous medium. By using the second channel 1.3 the supply can also take place simultaneously in two different states of aggregation (for example in liquid form and in at least partially vaporized form).

Während bei geringen Belastungen und bei der Kaltstartphase eine rein gasförmige Zuführung vorteilhaft ist, kann bei einem hohe Dosiermengen erfordernden Betriebspunkt, zum Beispiel bei mittlerer und voller Belastung, eine ergänzende Flüssigkeitszufuhr erfolgen. Bei solchen Betriebszuständen liegt normalerweise ein entsprechend höheres Abgastemperaturniveau vor. Sind die Abgastemperaturen ausreichend hoch, so kann eine Beschränkung ausschließlich auf Flüssigkeitszufuhr von Vorteil sein. Auf diese Weise kann die Gefahr von Ablagerungen, wie sie bei reiner Flüssigkeitszufuhr bei niedrigen Abgastemperaturen auftreten, reduziert werden. Gleichzeitig können Energieeinsparungen erzielt werden, da nicht alle zugeführten Additive verdampft werden müssen.While at low loads and during the cold start phase, a purely gaseous feed is advantageous, at a high metering required operating point, for example, at medium and full load, a complementary liquid supply. In such operating conditions, there is normally a correspondingly higher exhaust gas temperature level. If the exhaust gas temperatures are sufficiently high, a restriction solely to liquid supply can be advantageous. In this way, the risk of deposits, such as occur in pure liquid supply at low exhaust gas temperatures can be reduced. At the same time energy savings can be achieved because not all supplied additives must be evaporated.

Das flüssig einzuführende Additiv kann jedoch in der Fördervorrichtung 1 oder im zweiten Zuleitkanal 1.3 vorgeheizt werden, so dass nach dessen Austritt aus dem Zuleitkanal 1.3 eine schnellere Verdampfung im Abgas gesichert wird. Ausschließliche Verdampfung im zweiten Zuleitkanal 1.3 wird nicht geliefert.However, the liquid to be introduced additive may be in the conveyor 1 or in the second supply channel 1.3 preheated, so that after its exit from the Zuleitkanal 1.3 a faster evaporation in the exhaust gas is ensured. Exclusive evaporation in the second supply channel 1.3 will not be delivered.

Es kann zu diesem Zweck auch von Vorteil sein, wenn eine erste Zuführeinheit 4.1 und eine zweite Zuführeinheit 4.2 geliefert werden, wobei der zumindest eine erste Zuleitkanal 1.1 in der ersten Zuführeinheit 4.1 und der zumindest eine zweite Zuleitkanal 1.3 in der zweiten Zuführeinheit 4.2 angeordnet sind. Bei Anwendung zweier verschiedener Zuführeinheiten wird der jeweilige Zuleitkanal bezüglich der Bereitstellung von Additiv einerseits und von Wärme andererseits aufgeteilt. Dies kann kann sich insbesondere angesichts der verschiedenen zu übertragenden Wärmemengen als vorteilhaft erweisen.It may also be advantageous for this purpose if a first feed unit 4.1 and a second feeding unit 4.2 be supplied, wherein the at least one first Zuleitkanal 1.1 in the first feeder unit 4.1 and the at least one second Zuleitkanal 1.3 in the second feed unit 4.2 are arranged. When two different feed units are used, the respective supply channel is divided with regard to the provision of additive on the one hand and of heat on the other hand. This can prove to be advantageous, especially in view of the different amounts of heat to be transferred.

Weiterhin kann es von Vorteil sein, wenn die erste Zuführeinheit 4.1 und die zweite Zuführeinheit 4.2 in einem Gehäuse 5 ( ) eingebaut sind, oder wenn die erste Zuführeinheit 4.1 und die zweite Zuführeinheit 4.2 jeweils in getrennten Gehäusen 5.1, 5.2, untergebracht sind ( ). Beide Varianten haben ihre Vorteile. Bei einer in die zwei Gehäuse 5.1, 5.2 unterteilten Struktur ist jeweils unabhängige Positionierung auf oder in der Abgasanlage 2 möglich. Hiermit können einerseits die gewünschten Einleitungsstellen und andererseits die außerhalb der Abgasanlage 2 vorliegenden strukturellen Bedingungen berücksichtigt werden. Bei Verwendung eines einzigen Gehäuses 5 werden Herstellung und Montage erleichtert.Furthermore, it may be advantageous if the first feed unit 4.1 and the second feed unit 4.2 in a housing 5 ( ) or when the first feeder unit 4.1 and the second feed unit 4.2 each in separate housings 5.1 . 5.2 , are housed ( ). Both variants have their advantages. At one in the two housings 5.1 . 5.2 divided structure is each independent positioning on or in the exhaust system 2 possible. Hereby, on the one hand, the desired discharge points and on the other hand, the outside of the exhaust system 2 existing structural conditions. When using a single case 5 manufacturing and assembly are facilitated.

Es kann hier vorteilhaft so eingerichtet werden, dass das Additiv stromaufwärts des ersten Zuleitkanals 1.1 und/oder innerhalb des ersten Zuleitkanals 1.1 zumindest teilweise verdampft ist. Wird die Verdampfung möglichst spät durchgeführt (zum Beispiel kurz vor der Zuführungsöffnung), so ist der weitere zu heizende Zuführungsweg bis hin zur Zuführungsöffnung 1.2 entsprechend kurz. Somit wird weniger Heizleistung benötigt. Es kann besonders wichtig sein, dass zumindest ein Anteil von 50 bis 80% oder 70% der durch den ersten Zuleitkanal 1.1 geführten oder zur ersten Zuführungsöffnung 1.2 geleiteten Additivmenge verdampft wird. Mit der oben genannten Verdampfungsrate ergibt sich einerseits ein optimales Verhältnis der Einführrate und andererseits der benötigten Wärmezufuhr. Eine höhere Verdampfungsrate kann von Vorteil sein. Jedoch wird hierzu eine größere Wärmezufuhr benötigt. Angesichts zu vermeidender Ablagerungen von Restadditiv sind geringere Verdampfungsraten zu vermeiden, insbesondere bei Verbrennungsmotoren mit niedrigeren Betriebstemperaturen.It can be advantageously set up here so that the additive upstream of the first Zuleitkanals 1.1 and / or within the first supply channel 1.1 at least partially evaporated. If the evaporation is carried out as late as possible (for example, shortly before the feed opening), then the further feed path to be heated is up to the feed opening 1.2 correspondingly short. Thus, less heating power is needed. It may be particularly important that at least a share of 50 to 80% or 70% of that through the first supply channel 1.1 guided or to the first feed opening 1.2 passed additive amount is evaporated. On the one hand, the above-mentioned evaporation rate results in an optimum ratio of the introduction rate and, on the other hand, the required heat input. A higher evaporation rate may be beneficial. However, this requires a larger heat input. In view of deposits of residual additive to be avoided, lower evaporation rates must be avoided, especially in internal combustion engines with lower operating temperatures.

In Verbindung mit der nach einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung erfolgenden Auslegung und Anordnung kann es vorteilhaft sein, wenn dem Abgas zwischen 60 g/h und 600 g/h Additiv durch den ersten Zuleitkanal 1.1 zugeführt werden. Die Durchflussmenge des zumindest teilweise verdampften Additivs führt automatisch zu einer entsprechenden Wärmezufuhr, zumindest für den Fall gleichbleibender Verdampfungsrate. Jedoch kann bei niedrigerer Verdampfungsrate bei gleicher Wärmezufuhr eine höhere Durchflussmenge zugeführt werden.In connection with the design and arrangement according to one aspect of the present disclosure, it may be advantageous if the exhaust gas has between 60 g / h and 600 g / h of additive through the first supply channel 1.1 be supplied. The flow rate of the at least partially vaporized additive automatically leads to a corresponding heat, at least in the case of constant evaporation rate. However, at a lower evaporation rate with the same heat input, a higher flow rate can be supplied.

Zudem kann die Verwendung eines Reduktionsmittels, wie eine Harnstoff-Wasser-Lösung oder eine Wasser-Ammoniak-Lösung, als Additiv von Vorteil sein.In addition, the use of a reducing agent, such as a urea-water solution or a water-ammonia solution, may be advantageous as an additive.

Bei der vorliegenden Anmeldung, einschließlich der nachstehenden Definitionen, kann der Begriff „Modul“ oder „Steuerung“ durch den Begriff „Schaltung“ ersetzt werden. Der Begriff „Modul“ kann sich auf Folgendes beziehen, Bestandteil davon sein oder umfassen: eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC); eine digitale, analoge oder gemischt analoge/digitale diskrete Schaltung; eine digitale, analoge oder gemischt analoge/digitale integrierte Schaltung; eine Verknüpfungslogikschaltung; eine feldprogrammierbare Gatteranordnung (FPGA); eine Prozessorschaltung (geteilt, dediziert oder gruppiert), die Code ausführt; eine Speicherschaltung (geteilt, dediziert oder gruppiert), die Code speichert, der von der Prozessorschaltung ausgeführt wird; andere geeignete Hardware-Komponenten, die die beschriebene Funktionalität bereitstellen; oder eine Kombination von einigen oder sämtlichen des Vorstehenden wie in einem System auf Chip.In the present application, including the definitions below, the term "module" or "controller" may be replaced by the term "circuit". The term "module" may refer to, form part of, or include: an application specific integrated circuit (ASIC); a digital, analog or mixed analog / digital discrete circuit; a digital, analog or mixed analog / digital integrated circuit; a logic gate circuit; a field programmable gate array (FPGA); a processor circuit (shared, dedicated or grouped) that executes code; a memory circuit (shared, dedicated or grouped) which stores code executed by the processor circuit; other suitable hardware components that provide the described functionality; or a combination of some or all of the above as in a system on chip.

Das Modul kann eine oder mehrere Schnittstellenschaltungen umfassen. In einigen Beispielen können die Schnittstellenschaltungen drahtgebundene oder drahtlose Schnittstellen umfassen, die mit einem Lokalbereichsnetzwerk (LAN), dem Internet, einem Weitverkehrsnetzwerk (WAN) oder Kombinationen davon verbunden sind. Die Funktionalität eines gegebenen Moduls der vorliegenden Offenbarung kann über mehrere Module, die über Schnittstellenschaltungen verbunden sind, verteilt sein. Zum Beispiel können mehrere Module einen Lastausgleich gestatten. In einem weiteren Beispiel kann ein Server (auch bekannt als entfernte Vorrichtung oder Cloud) eine gewisse Funktionalität im Auftrag eines Client-Moduls durchführen. The module may include one or more interface circuits. In some examples, the interface circuits may include wired or wireless interfaces connected to a local area network (LAN), the Internet, a wide area network (WAN), or combinations thereof. The functionality of a given module of the present disclosure may be distributed over a plurality of modules connected via interface circuits. For example, multiple modules may allow for load balancing. In another example, a server (also known as a remote device or cloud) may perform some functionality on behalf of a client module.

Der Begriff Code, wie vorstehend verwendet, kann Software, Firmware und/oder Mikrocode umfassen und kann sich auf Programme, Routinen, Funktionen, Klassen, Datenstrukturen und/oder Objekte beziehen. Der Begriff geteilte Prozessorschaltung umfasst eine einzige Prozessorschaltung, die einigen oder sämtlichen Code von mehreren Modulen ausführt. Der Begriff gruppierte Prozessorschaltung umfasst eine Prozessorschaltung, die in Kombination mit zusätzlichen Prozessorschaltungen einigen oder sämtlichen Code von einem oder mehreren Modulen ausführt. Bezugnahmen auf mehrere Prozessorschaltungen umfassen mehrere Prozessorschaltungen auf diskreten Plättchen, mehrere Prozessorschaltungen auf einem einzigen Plättchen, mehrere Kerne einer einzigen Prozessorschaltung, mehrere Threads einer einzigen Prozessorschaltung oder eine Kombination des Vorstehenden. Der Begriff geteilte Speicherschaltung umfasst eine einzige Speicherschaltung, die einigen oder sämtlichen Code von mehreren Modulen speichert. Der Begriff gruppierte Speicherschaltung umfasst eine Speicherschaltung, die in Kombination mit zusätzlichen Speichern einigen oder sämtlichen Code von einem oder mehreren Modulen speichert.The term code, as used above, may include software, firmware, and / or microcode, and may refer to programs, routines, functions, classes, data structures, and / or objects. The term shared processor circuit includes a single processor circuit that executes some or all of the code from multiple modules. The term grouped processor circuit includes a processor circuit that, in combination with additional processor circuits, executes some or all of the code from one or more modules. References to multiple processor circuits include multiple discrete-die processor circuits, multiple single-chip processor circuits, multiple cores of a single processor circuit, multiple threads of a single processor circuit, or a combination of the foregoing. The term shared memory circuit comprises a single memory circuit which stores some or all of the code from several modules. The term grouped memory circuit includes a memory circuit which, in combination with additional memories, stores some or all of the code from one or more modules.

Der Begriff Speicherschaltung ist eine Teilmenge des Begriffs computerlesbares Medium. Der Begriff computerlesbares Medium, wie hierin verwendet, umfasst nicht flüchtige elektrische oder elektromagnetische Signale, die sich durch ein Medium ausbreiten (wie auf einer Trägerwelle); der Begriff computerlesbares Medium kann daher als greifbar und nichtflüchtig angesehen werden. Nicht einschränkende Beispiele eines nichtflüchtigen, greifbaren computerlesbaren Mediums sind nichtflüchtige Speicherschaltungen (wie eine Flash-Speicherschaltung, eine löschbare programmierbare Nur-Lese-Speicherschaltung oder eine Masken-Nur-Lese-Speicherschaltung), flüchtige Speicherschaltungen (wie eine statische Direktzugriffspeicherschaltung oder eine dynamische Direktzugriffspeicherschaltung), magnetische Speichermedien (wie ein analoges oder digitales Magnetband oder ein Festplattenlaufwerk) und optische Speichermedien (wie eine CD, eine DVD oder eine Blu-Ray-Disc).The term memory circuit is a subset of the term computer-readable medium. The term computer-readable medium as used herein includes nonvolatile electrical or electromagnetic signals propagating through a medium (such as on a carrier wave); The term computer-readable medium can therefore be regarded as tangible and non-volatile. Non-limiting examples of a nonvolatile, tangible computer readable medium include nonvolatile memory circuits (such as a flash memory circuit, an erasable programmable read only memory circuit or a mask read only memory circuit), volatile memory circuits (such as a static random access memory circuit or a dynamic random access memory circuit). , magnetic storage media (such as an analog or digital magnetic tape or hard disk drive), and optical storage media (such as a CD, DVD, or Blu-ray Disc).

Die in dieser Anmeldung beschriebenen Vorrichtungen und Verfahren können teilweise oder vollständig durch einen Spezialcomputer implementiert sein, der durch Konfigurieren eines Allzweck-Computers zum Ausführen einer oder mehrerer besonderer Funktionen, die in Computerprogrammen eingebettet sind, geschaffen wird. Die oben beschriebenen Funktionsblöcke, Ablaufdiagrammkomponenten und andere Elemente dienen als Software-Spezifikationen, die durch die routinemäßige Arbeit eines geschulten Technikers oder Programmierers in die Computerprogramme übersetzt werden können.The apparatus and methods described in this application may be partially or fully implemented by a specialized computer created by configuring a general purpose computer to perform one or more particular functions embedded in computer programs. The functional blocks, flowchart components, and other elements described above serve as software specifications that can be translated into the computer programs through the routine work of a trained technician or programmer.

Die Computerprogramme umfassen prozessorausführbare Anweisungen, die auf mindestens einem nichtflüchtigen, greifbaren computerlesbaren Medium gespeichert sind. Die Computerprogramme können außerdem gespeicherte Daten umfassen oder darauf beruhen. Die Computerprogramme können ein grundlegendes Ein-/Ausgabesystem (BIOS), das mit Hardware des Spezialcomputers zusammenwirkt, Gerätetreiber, die mit bestimmten Geräten des Spezialcomputers zusammenwirken, ein oder mehrere Betriebssysteme, Benutzeranwendungen, Hintergrunddienste, Hintergrundanwendungen usw. umfassen.The computer programs include processor executable instructions stored on at least one non-transitory, tangible computer-readable medium. The computer programs may also include or rely on stored data. The computer programs may include a basic input / output system (BIOS) that interacts with special computer hardware, device drivers that interact with particular devices of the special purpose computer, one or more operating systems, user applications, background services, background applications, and so on.

Die Computerprogramme können Folgendes umfassen: (i) beschreibenden Text, der zu zergliedern ist, wie HTML (Hypertext-Markierungssprache) oder XML (erweiterungsfähige Markierungssprache), (ii) Assembly-Code, (iii) Objektcode, von einem Compiler aus Quellcode erzeugt, (iv) Quellcode für Ausführung durch einen Interpreter, (v) Quellcode für Kompilierung und Ausführung durch einen benutzungssynchronen Compiler usw. Quellcode kann, lediglich beispielhaft, unter Verwendung von Syntax aus Sprachen einschließlich von C, C++, C#, Objective C, Haskell, Go, SQL, R, Lisp, Java®, Fortran, Perl, Pascal, Curl, OCaml, Javascript®, HTML5, Ada, ASP (aktive Serverseiten), PHP, Scala, Eiffel, Smalltalk, Erlang, Ruby, Flash®, Visual Basic®, Lua und Python® geschrieben werden.The computer programs may comprise: (i) descriptive text to be dissected, such as HTML (hypertext markup language) or XML (extensible markup language), (ii) assembly code, (iii) object code generated by a compiler from source code, (iv) source code for execution by an interpreter, (v) source code for compilation and execution by a use-synchronous compiler, etc. Source code may, by way of example only, be construed using syntax from languages including C, C ++, C #, Objective C, Haskell, Go , SQL, R, Lisp, Java ®, Fortran, Perl, Pascal, Curl, OCaml, Javascript ®, HTML5, Ada, ASP (active server pages), PHP, Scala, Eiffel, Smalltalk, Erlang, Ruby, Flash ®, Visual Basic ® , Lua and Python ® are written.

Keine der in den Ansprüchen angeführten Elemente sollen ein Mittel-plus-Funktion-Element in der Bedeutung von 35 U.S.C. §112(f) sein, außer wenn ein Element ausdrücklich unter Verwendung der Phrase „Mittel für“ oder, im Fall eines Verfahrensanspruchs, unter Verwendung der Phrasen „Betrieb für“ oder „Schritt für“ angeführt wird.None of the elements recited in the claims are intended to constitute a mean-plus-function element as defined by 35 U.S.C. §112 (f), except where an element is expressly cited using the phrase "means for" or, in the case of a method claim, using the phrase "operation for" or "step for".

Die vorstehende Beschreibung der Ausführungsformen ist zu Zwecken der Veranschaulichung und Beschreibung bereitgestellt worden. Sie soll nicht erschöpfend sein oder die Offenbarung einschränken. Einzelne Elemente oder Merkmale einer bestimmten Ausführungsform sind im Allgemeinen nicht auf diese bestimmte Ausführungsform beschränkt, sondern, wo zutreffend, austauschbar und können in einer gewählten Ausführungsform verwendet werden, selbst wenn nicht speziell gezeigt oder beschrieben. Diese kann auch auf verschiedene Weise geändert werden. Solche Varianten sollen nicht als Abweichung von der Offenbarung betrachtet werden, und alle solchen Modifikationen sollen im Schutzumfang der Offenbarung mit enthalten sein.The foregoing description of the embodiments has been provided for purposes of illustration and description. It should not be exhaustive or limit the revelation. Individual elements or features of a In particular, particular embodiments are not limited to this particular embodiment but, where applicable, interchangeable and may be used in a selected embodiment, even if not specifically shown or described. This can also be changed in different ways. Such variants are not to be regarded as a departure from the disclosure, and all such modifications are intended to be included within the scope of the disclosure.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Claims (42)

Abgasnachbehandlungssystem mit: einem Reduktionsmitteltank, einer Ammoniakgasquelle, einem Injektor, der flüssiges Reduktionsmittel vom Reduktionsmitteltank und Ammoniakgas von der Ammoniakgasquelle erhält und in einem ersten Modus das flüssige Reduktionsmittel in einen Abgasstrom einspritzt und in einem zweiten Modus das Ammoniakgas in den Abgasstrom einleitet, einer ersten Leitung, die flüssiges Reduktionsmittel vom Reduktionsmitteltank zum Injektor führt und einer zweiten Leitung, die Ammoniakgas von der Ammoniakgasquelle zum Injektor führt.Exhaust after-treatment system with: a reducing agent tank, an ammonia gas source, an injector which receives liquid reducing agent from the reducing agent tank and ammonia gas from the ammonia gas source and in a first mode injects the liquid reducing agent into an exhaust gas stream and in a second mode introduces the ammonia gas into the exhaust gas stream, a first conduit, the liquid reducing agent from the reducing agent tank leads to the injector and a second conduit that carries ammonia gas from the ammonia gas source to the injector. Abgasnachbehandlungssystem nach Anspruch 1, wobei der Injektor in einem dritten Modus gleichzeitig sowohl das flüssige Reduktionsmittel als auch das Ammoniakgas in den Abgasstrom einleitet.Exhaust after-treatment system according to Claim 1 wherein the injector simultaneously introduces both the liquid reducing agent and the ammonia gas into the exhaust stream in a third mode. Abgasnachbehandlungssystem nach Anspruch 2, wobei der Injektor einen Auslass-Port aufweist, durch welche ein Gemisch aus flüssigem Reduktionsmittel und Ammoniakgas in den Abgasstrom eingespritzt wird.Exhaust after-treatment system according to Claim 2 wherein the injector has an outlet port through which a mixture of liquid reducing agent and ammonia gas is injected into the exhaust gas stream. Abgasnachbehandlungssystem nach Anspruch 3, wobei der Injektor ein Paar Einleitungs-Ports aufweist, welche die erste und die zweite Leitung strömungsmäßig mit dem Auslass-Port verbinden.Exhaust after-treatment system according to Claim 3 wherein the injector has a pair of inlet ports that fluidly connect the first and second conduits to the outlet port. Abgasnachbehandlungssystem nach Anspruch 1, wobei der Injektor an einer Stelle stromaufwärts eines Katalysators im Abgasstrom strömungsmäßig mit einem Abgasrohr verbunden ist.Exhaust after-treatment system according to Claim 1 wherein the injector is fluidly connected to an exhaust pipe at a location upstream of a catalyst in the exhaust stream. Abgasnachbehandlungssystem nach Anspruch 5, wobei der Injektor einen Eingang für flüssiges Reduktionsmittel zur Aufnahme des flüssigen Reduktionsmittels und einen Ammoniakeingang zur Aufnahme des Ammoniakgases enthält.Exhaust after-treatment system according to Claim 5 wherein the injector includes an inlet for liquid reducing agent for receiving the liquid reducing agent and an ammonia inlet for receiving the ammonia gas. Abgasnachbehandlungssystem nach Anspruch 6, wobei es sich beim Katalysator um einen SCR-Katalysator handelt.Exhaust after-treatment system according to Claim 6 wherein the catalyst is an SCR catalyst. Abgasnachbehandlungssystem nach Anspruch 1, das zudem eine Luftquelle enthält, um die Einspritzung des flüssigen Reduktionsmittels und des Ammoniakgases in den Abgasstrom zu erleichtern.Exhaust after-treatment system according to Claim 1 which further includes an air source to facilitate the injection of the liquid reductant and the ammonia gas into the exhaust gas stream. Abgasnachbehandlungssystem nach Anspruch 8, wobei die Luftquelle mit dem Injektor strömungsmäßig über eine dritte Leitung verbunden ist, und wobei der Luftstrom durch einen Durchgang im Injektor den Injektor kühlt.Exhaust after-treatment system according to Claim 8 wherein the air source is fluidly connected to the injector via a third conduit, and wherein the airflow cools the injector through a passage in the injector. Abgasnachbehandlungssystem nach Anspruch 9, das zudem ein erstes, längs der dritten Leitung angeordnetes Ventil enthält, das den Fluidstrom dort hindurch steuert.Exhaust after-treatment system according to Claim 9 which also includes a first valve disposed along the third conduit which controls the flow of fluid therethrough. Abgasnachbehandlungssystem nach Anspruch 10, wobei der Injektor einen Auslass für flüssiges Reduktionsmittel enthält, der strömungsmäßig mit einer mit einem Tank flüssigen Reduktionsmittels gekoppelten Rückleitung verbunden ist.Exhaust after-treatment system according to Claim 10 wherein the injector includes a liquid reductant outlet fluidly connected to a return conduit coupled to a tank of liquid reductant. Abgasnachbehandlungssystem nach Anspruch 11, wobei das vom Reduktionsmitteltank kommende flüssige Reduktionsmittel und das von der Ammoniakgasquelle kommende Ammoniakgas in einer Kammer innerhalb des Injektors gemischt werden.Exhaust after-treatment system according to Claim 11 wherein the liquid reducing agent coming from the reducing agent tank and the ammonia gas coming from the ammonia gas source are mixed in a chamber inside the injector. Abgasnachbehandlungssystem nach Anspruch 12, das zusätzlich ein elektrisches Heizelement in einer Wärmeübertragungsbeziehung mit dem Luftbehälter enthält.Exhaust after-treatment system according to Claim 12 additionally including an electrical heating element in heat transfer relationship with the air tank. Abgasnachbehandlungssystem nach Anspruch 13, wobei die erste Leitung ein zweites Ventil zur Verhinderung eines Rückstroms des flüssigen Reduktionsmittels enthält.Exhaust after-treatment system according to Claim 13 wherein the first conduit includes a second valve for preventing backflow of the liquid reducing agent. Abgasnachbehandlungssystem nach Anspruch 14, das zusätzlich ein Steuermodul enthält, das eine Position des ersten Ventils und eine Einspritzrate eines Gemischs aus flüssigem Reduktionsmittel und dem Ammoniakgas steuert.Exhaust after-treatment system according to Claim 14 additionally including a control module that controls a position of the first valve and an injection rate of a mixture of liquid reducing agent and the ammonia gas. Abgasnachbehandlungssystem mit: einem flüssiges Reduktionsmittel enthaltenden Reduktionsmitteltank, einer Ammoniakgas enthaltenden Ammoniakgasquelle, einer die Einspritzung des flüssigen Reduktionsmittels und/oder des Ammoniakgases in einen Abgasstrom erleichternden Druckluftquelle, einer ersten Leitung, die flüssiges Reduktionsmittel vom Reduktionsmitteltank zum Abgasstrom führt, einer zweiten Leitung, die Ammoniakgas von der Ammoniakgasquelle zum Abgasstrom führt, und einer dritten Leitung, die Druckluft von der Druckluftquelle zum Abgasstrom führt.Exhaust after-treatment system with: a reducing agent tank containing a liquid reducing agent, an ammonia gas containing ammonia gas source, a compressed air source facilitating the injection of the liquid reducing agent and / or the ammonia gas into an exhaust gas stream, a first conduit that carries liquid reductant from the reductant tank to the exhaust stream, a second conduit which carries ammonia gas from the ammonia gas source to the exhaust gas flow, and a third line that carries compressed air from the compressed air source to the exhaust stream. Abgasnachbehandlungssystem nach Anspruch 16, das zusätzlich einen Injektor enthält, der das Ammoniakgas von der zweiten Leitung und die Druckluft von der dritten Leitung erhält, wobei die zweite und die dritte Leitung stromaufwärts des Injektors miteinander in Verbindung stehen.Exhaust after-treatment system according to Claim 16 which additionally includes an injector receiving the ammonia gas from the second conduit and the pressurized air from the third conduit, the second and third conduits communicating with each other upstream of the injector. Abgasnachbehandlungssystem nach Anspruch 16, das zusätzlich ein elektrisches Heizelement in einer Wärmeübertragungsbeziehung mit der Druckluftquelle enthält. Exhaust after-treatment system according to Claim 16 which additionally includes an electrical heating element in heat transfer relationship with the compressed air source. Abgasnachbehandlungssystem nach Anspruch 16, das zusätzlich einen Injektor in strömungsmäßiger Verbindung mit der ersten, zweiten und dritten Leitung enthält und wobei der Injektor einen Auslass für flüssiges Reduktionsmittel enthält, der strömungsmäßig mit einer mit dem Tank flüssigen Reduktionsmittels gekoppelten Rückleitung verbunden ist.Exhaust after-treatment system according to Claim 16 additionally including an injector in fluid communication with the first, second, and third conduits, and wherein the injector includes a liquid reductant outlet fluidly connected to a return conduit coupled to the tank of liquid reductant. Abgasnachbehandlungssystem nach Anspruch 16, wobei ein erstes Ventil längs der ersten Leitung zur Verhinderung eines Rückstroms des flüssigen Reduktionsmittels angeordnet ist.Exhaust after-treatment system according to Claim 16 wherein a first valve is disposed along the first conduit for preventing backflow of the liquid reducing agent. Abgasnachbehandlungssystem nach Anspruch 20, wobei ein zweites Ventil längs der dritten Leitung zur Steuerung des Fluidstroms dort hindurch angeordnet ist.Exhaust after-treatment system according to Claim 20 wherein a second valve is disposed along the third conduit for controlling fluid flow therethrough. Abgasnachbehandlungssystem nach Anspruch 16, das zusätzlich einen Injektor enthält, der das flüssige Reduktionsmittel vom Reduktionsmitteltank über die erste Leitung und das Ammoniakgas von der Ammoniakgasquelle über die zweite Leitung erhält und sowohl das Reduktionsmittel als auch das Ammoniakgas in den Abgasstrom einleitet.Exhaust after-treatment system according to Claim 16 additionally containing an injector which receives the liquid reducing agent from the reducing agent tank via the first line and the ammonia gas from the ammonia gas source via the second line and introduces both the reducing agent and the ammonia gas into the exhaust gas stream. Abgasnachbehandlungssystem nach Anspruch 22, wobei das vom Reduktionsmitteltank kommende flüssige Reduktionsmittel und das von der Ammoniakgasquelle kommende Ammoniakgas in einer Kammer innerhalb des Injektors gemischt werden.Exhaust after-treatment system according to Claim 22 wherein the liquid reducing agent coming from the reducing agent tank and the ammonia gas coming from the ammonia gas source are mixed in a chamber inside the injector. Injektor für ein Abgasnachbehandlungssystem, der einen Injektorkörper, der einen ersten Port, einen zweiten Port, einen dritten Port, einen vierten Port und einen fünften Port enthält, aufweist, wobei der erste Port strömungsmäßig mit dem dritten Port und dem fünften Port, sowie der zweite Port strömungsmäßig mit dem vierten Port verbunden ist, der zweite und der vierte Port strömungsmäßig vom ersten, dritten und fünften Port getrennt sind, der Injektorkörper einen Zapfen lagert, der zwischen einer geschlossen Position, in der der Fluidstrom durch den fünften Port gesperrt ist, und einer offenen Position, welche der Fluidstrom durch den fünften Port erlaubt, verschoben werden kann.An injector for an exhaust aftertreatment system, comprising an injector body including a first port, a second port, a third port, a fourth port, and a fifth port, the first port in fluid communication with the third port and the fifth port, and the second port Port is fluidly connected to the fourth port, the second and the fourth port are fluidly separated from the first, third and fifth ports, the injector body supports a pin which is locked between a closed position in which the fluid flow through the fifth port, and an open position, which allows the fluid flow through the fifth port, can be moved. Injektor nach Anspruch 24, wobei der erste Port strömungsmäßig mit einer Leitung flüssigen Reduktionsmittels und der zweite Port strömungsmäßig mit einer Leitung gasförmigen Ammoniaks verbunden ist.Injector after Claim 24 wherein the first port is fluidly connected to a conduit of liquid reductant and the second port is fluidly connected to a conduit of gaseous ammonia. Injektor nach Anspruch 25, wobei der dritte Port einen Auslass für flüssiges Reduktionsmittel bildet, der strömungsmäßig mit einer Rückleitung, die mit einem Tank flüssigen Reduktionsmittels gekoppelt ist, verbunden ist.Injector after Claim 25 wherein the third port forms a liquid reductant outlet fluidly connected to a return conduit coupled to a tank of liquid reductant. Injektor nach Anspruch 25, wobei der vierte Port durch einen den fünften Port umschließenden Außenringbund definiert ist.Injector after Claim 25 wherein the fourth port is defined by an outer annular collar surrounding the fifth port. Injektor nach Anspruch 27, der zusätzlich einen sich vom Injektorkörper erstreckenden Zwischenringbund enthält, wobei der Zwischenringbund vom Außenringbund umgeben ist und zusammenwirkend mit dem Außenringbund den vierten Port definiert.Injector after Claim 27 additionally including an intermediate collar extending from the injector body, the intermediate collar being surrounded by the outer collar and cooperatively defining, with the outer collar, the fourth port. Injektor nach Anspruch 28, der zusätzlich einen rohrförmigen vom Zwischenringbund umgebenen Innenkörper enthält, der zusammenwirkend mit dem Zwischenringbund einen ringförmigen Durchgang definiert, der strömungsmäßig mit dem ersten Port verbunden ist, und wobei der rohrförmige Innenkörper einen inneren Durchgang, der mit dem dritten Port strömungsmäßig verbunden ist.Injector after Claim 28 in addition comprising a tubular intermediate ring surrounded by the inner body defining cooperatively with the Zwischenringbund an annular passage, which is fluidly connected to the first port, and wherein the tubular inner body has an inner passage which is fluidly connected to the third port. Injektor nach Anspruch 29, wobei der Zapfen innerhalb des inneren Durchgangs angeordnet ist.Injector after Claim 29 wherein the pin is disposed within the inner passage. Injektor für ein Abgasnachbehandlungssystem, wobei der Injektor Folgendes enthält: einen Außenkörper, der einen flüssiges Reduktionsmittel aufnehmenden Flüssigkeitseinlass-Port, einen Ammoniakgas aufnehmenden Gaseinleitungs-Port, einen Flüssigkeitsauslass-Port, durch den das flüssige Reduktionsmittel den Injektor verlässt, und einen Gasauslass-Port, durch den das Ammoniakgas den Injektor verlässt, enthält und einen innerhalb des Außenkörpers angeordneten Zapfen, der zwischen einer offenen, den Fluidstrom durch den Flüssigkeitsauslass-Port erlaubenden Position und einer geschlossenen, den Fluidstrom durch den Flüssigkeitsauslass-Port sperrenden Position bewegbar ist.An injector for an exhaust aftertreatment system, wherein the injector includes: an outer body including a liquid reducing agent receiving liquid inlet port, an ammonia gas receiving gas introduction port, a liquid outlet port through which the liquid reducing agent leaves the injector, and a gas outlet port through which the ammonia gas exits the injector, and a spigot disposed within the outer body that is movable between an open position permitting fluid flow through the fluid outlet port and a closed position blocking fluid flow through the fluid outlet port. Injektor nach Anspruch 31, wobei der Gasauslass-Port die Form eines Ringbunds hat, der den Flüssigkeitsauslass-Port zumindest teilweise umgibt.Injector after Claim 31 wherein the gas outlet port is in the form of an annular collar at least partially surrounding the fluid outlet port. Injektor nach Anspruch 32, wobei der Gasauslass-Port ein ringförmiger Port ist, der den Flüssigkeitsauslass-Port zumindest teilweise umgibt.Injector after Claim 32 wherein the gas outlet port is an annular port at least partially surrounding the fluid outlet port. Injektor nach Anspruch 32, wobei der Ringbund eine ringförmige Vertiefung aufweist, die einen Teil des Stifts umschließt und strömungsmäßig mit dem Gaseinleitungs-Port und dem Gasauslass-Port verbunden ist, und wobei die ringförmige Vertiefung von dem Flüssigkeitsauslass-Port axial beabstandet ist.Injector after Claim 32 wherein the annular collar has an annular recess which encloses a portion of the pin and is fluidly connected to the gas inlet port and the gas outlet port, and wherein the annular recess is axially spaced from the liquid outlet port. Injektor nach Anspruch 31, wobei der Außenkörper einen Flüssigkeitsrückleitungs-Port aufweist.Injector after Claim 31 wherein the outer body comprises a liquid return port. Injektor nach Anspruch 35, wobei der Flüssigkeitsrückleitungs-Port strömungsmäßig mit dem im Außenkörper angeordneten inneren Durchgang verbunden ist, wobei der Zapfen zumindest teilweise im inneren Durchgang angeordnet ist, wobei der Außenkörper einen ersten Ringbund enthält, der einen ersten ringförmigen, einen Teil des inneren Durchgangs umschließenden Durchgang definiert, wobei der erste ringförmige Durchgang strömungsmäßig den Flüssigkeitseinleitungs-Port mit dem Flüssigkeitsauslass-Port verbindet, wobei der Außenkörper einen zweiten Ringbund enthält, der zusammen mit dem ersten Ringbund den Gasauslass-Port festlegt und wobei der Gasauslass-Port ein zweiter ringförmiger Durchgang ist, der zumindest einen Teil des ersten ringförmigen Durchgangs umschließt.Injector after Claim 35 wherein the liquid return port is fluidly connected to the inner passage disposed in the outer body, the pin being at least partially in wherein the outer body includes a first annular collar defining a first annular passageway surrounding a portion of the inner passageway, the first annular passageway fluidly communicating the fluid introduction port with the fluid outlet port, the outer body defining a second annular collar which defines, together with the first annular collar, the gas outlet port and wherein the gas outlet port is a second annular passage which encloses at least a portion of the first annular passage. Abgasnachbehandlungssystem mit: einem Reduktionsmitteltank, einem Reaktorsystem, das Reduktionsmittel vom Reduktionsmitteltank aufnimmt und Ammoniak enthaltendes Gas abgibt, einem Speichertank, der Ammoniak enthaltendes Gas vom Reaktorsystem aufnimmt und ein Volumen Ammoniak enthaltenden Gases speichert, einer ersten Leitung, welche Ammoniak enthaltendes Gas vom Reaktorsystem zu einem Abgasstrom führt, wobei die erste Leitung den Speichertank umgeht, einer zweiten Leitung, die Ammoniak enthaltendes Gas vom Speichertank zum Abgasstrom führt und einer dritten Leitung, die das Ammoniak enthaltende Gas vom Reaktorsystem zum Speichertank führt.Exhaust after-treatment system with: a reducing agent tank, a reactor system receiving reducing agent from the reducing agent tank and discharging ammonia-containing gas, a storage tank receiving ammonia-containing gas from the reactor system and storing a volume of ammonia-containing gas, a first conduit which carries ammonia-containing gas from the reactor system to an exhaust gas stream, the first conduit bypassing the storage tank, a second conduit, the ammonia-containing gas from the storage tank leads to the exhaust stream and a third conduit which carries the ammonia-containing gas from the reactor system to the storage tank. Abgasnachbehandlungssystem nach Anspruch 37, das zusätzlich einen ersten Wärmetauscher in einer Wärmeübertragungsbeziehung mit dem Reaktorsystem aufweist, wobei der erste Wärmetauscher Wärme vom Abgas auf das Reaktorsystem überträgt.Exhaust after-treatment system according to Claim 37 additionally comprising a first heat exchanger in a heat transfer relationship with the reactor system, the first heat exchanger transferring heat from the exhaust gas to the reactor system. Abgasnachbehandlungssystem nach Anspruch 38, das zusätzlich einen Abgaszuführungsdurchgang aufweist, der den Abgasstrom strömungsmäßig mit dem ersten Wärmetauscher verbindet, so dass Abgas vom Abgasstrom durch den ersten Wärmetauscher strömen kann.Exhaust after-treatment system according to Claim 38 additionally comprising an exhaust gas supply passage which fluidly connects the exhaust gas flow to the first heat exchanger so that exhaust gas from the exhaust gas flow can flow through the first heat exchanger. Abgasnachbehandlungssystem nach Anspruch 39, wobei der Abgaszuführungsdurchgang ein den Fluidstrom dort hindurch steuerndes Ventil enthält.Exhaust after-treatment system according to Claim 39 wherein the exhaust gas feed passage includes a valve controlling the fluid flow therethrough. Abgasnachbehandlungssystem nach Anspruch 38, das zusätzlich einen zweiten Wärmetauscher aufweist, in dem Wärme vom Abgasstrom auf ein Arbeitsfluid übertragen wird, wobei der erste und der zweite Wärmetauscher strömungsmäßig miteinander verbunden sind, um einen ersten Strom des Arbeitsfluids dazwischen zu ermöglichen.Exhaust after-treatment system according to Claim 38 in addition comprising a second heat exchanger in which heat is transferred from the exhaust stream to a working fluid, the first and second heat exchangers being fluidly connected to one another to allow a first flow of the working fluid therebetween. Abgasnachbehandlungssystem nach Anspruch 37, das zusätzlich ein elektrisches Heizelement in einer Wärmeübertragungsbeziehung mit dem Reaktorsystem enthält.Exhaust after-treatment system according to Claim 37 additionally containing an electrical heating element in a heat transfer relationship with the reactor system.
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