DE19703522A1 - Verbrennungsmotoranlage mit Druckwellenlader - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Verbrennungsmotoranlage mit einem Druckwellenlader. Derartige Anlagen werden vor allem als Kraftfahrzeugantriebe eingesetzt und sind in ihrem Aufbau und ihrer Wirkungsweise allgemein bekannt. Mit dem Druckwellenlader läßt sich die Abgasenergie des Verbrennungsmotors direkt zu des­ sen Aufladung nutzen. Außerdem läßt sich durch den Druckwellen­ lader eine Abgasrückführung realisieren, was zur Verringerung der Schadstoffemissionen beiträgt.

Zur weiteren Reduktion der Schadstoffemissionen ist bereits vor­ geschlagen worden, die Rotorflächen des Druckwellenladers mit einem Katalysatormaterial zu beschichten, mit dem unvollständig verbranntes Abgas oxidiert werden kann. Anlagen dieser Art sind z. B. in der Offenlegungsschrift EP 0 143 956 A1, den Patent­ schriften US 4.910.959 und US 5.284.123 sowie dem Zeitschriften­ artikel MTZ Motortechnische Zeitschrift 51 (1990) 7/8, Seite 335 beschrieben.

Andererseits sind Verbrennungsmotoranlagen bekannt, bei denen im Abgasstrang ein oder mehrere Stickoxidadsorber angeordnet sind, die periodisch wechselnd in Adsorptionsphasen mit dem Verbren­ nungsmotorabgas und in Desorptionsphasen mit Ansaugluft beauf­ schlagt werden, so daß die Stickoxide dem Abgas entzogen und mittels einer Abgasrückführung mit der entsprechenden Ansaugluft in den Verbrennungsmotor rückgeführt werden. Dies erfordert ent­ sprechende Rohrleitungen und Steuerungsventile sowie eine geeig­ nete Auslegung des Abgasstrangs. Anlagen dieser Art sind bei­ spielsweise in der Patentschrift DE 43 19 294 C1 beschrieben.

Der Erfindung liegt als technisches Problem die Bereitstellung einer Verbrennungsmotoranlage zugrunde, bei der Maßnahmen ge­ troffen sind, um die Stickoxidemissionen mit verhältnismäßig ge­ ringem Aufwand effektiv zu reduzieren.

Die Erfindung löst dieses Problem durch die Bereitstellung einer Verbrennungsmotoranlage mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Diese Verbrennungsmotoranlage umfaßt einen Druckwellenlader, dessen Rotorflächen charakteristischerweise wenigstens zum Teil mit einem stickoxidadsorbierenden Material beschichtet sind. An­ sonsten ist die Anlage gemäß irgendeines beliebigen der herkömm­ lichen Anlagentypen aufgebaut.

Da beim Druckwellenlader funktionsbedingt die Rotorflächen wäh­ rend einer jeden Rotorumdrehung abwechselnd mit dem Abgasstrom und dem Ansaugluftstrom in Berührung kommen, fungieren die mit dem stickoxidadsorbierenden Material beschichteten Rotorflächen im Betrieb des Druckwellenladers automatisch als periodisch ab­ wechselnd im Adsorptions- und Desorptionsbetrieb arbeitende Stickoxidadsorber. In demjenigen Drehwinkelbereich, in welchem sie mit dem Abgasstrom in Kontakt sind, adsorbieren sie das im Abgas enthaltene Stickoxid, um es in einem anschließenden Dreh­ winkelbereich, in welchem sie mit der Ansaugluft in Kontakt kom­ men, im Desorptionsbetrieb an die Ansaugluft abzugeben, mit der die Stickoxide dann dem Verbrennungsmotor im Abgasrückführbe­ trieb zugeführt werden.

Da es sich hierbei um einen abwechselnden Adsorptions- und Desorptionsbetrieb mit sehr kurzer Periodendauer entsprechend der jeweiligen Drehzahl des Druckwellenladers handelt, wird nur eine vergleichsweise geringe Speicherkapazität für das auf die Rotorflächen aufgebrachte, stickoxidadsorbierende Material benö­ tigt. Als weiterer Vorteil gegenüber den oben erwähnten herkömm­ lichen Anlagen mit Stickoxidadsorbern im Abgasstrang sind bei der vorliegenden Verbrennungsmotoranlage keine zusätzlichen Rohrleitungen und Steuerungsventile erforderlich, da die mit dem stickoxidadsorbierenden Material beschichteten Rotorflächen au­ tomatisch beim Betrieb des Druckwellenladers abwechselnd mit dem Abgasstrom und der Ansaugluft in Berührung kommen.

Zur Realisierung einer erfindungsgemäßen Verbrennungsmotoranlage kann jede herkömmliche Anlage mit Druckwellenlader herangezogen werden, wobei lediglich die Rotorflächen des Druckwellenladers ganz oder teilweise mit einem stickoxidadsorbierenden Material zu beschichten sind. Als stickoxidadsorbierendes Material eignet sich jedes der Materialien, die herkömmlicherweise in Stickoxid­ adsorbern für diesen Zweck verwendet werden. Das Beschichten kann ebenfalls in einer der für diese herkömmlichen Stickoxidad­ sorber üblichen Weisen bzw. mit einer der Techniken erfolgen, mit denen die Rotorflächen von Druckwellenladern herkömmlicher­ weise mit einem Oxidationskatalysatormaterial beschichtet wer­ den.

Hiermit sind dem Fachmann alle Informationen an die Hand gege­ ben, die er zur Ausführung der Erfindung benötigt, ohne daß hierzu eine weitergehende Erläuterung eines besonderen Beispiels oder dessen zeichnerische Darstellung erforderlich ist. Insbe­ sondere ist die erfindungsgemäße Verbrennungsmotoranlage in Form einer Dieselmotoranlage mit Druckwellenlader zum Antrieb eines Automobils realisierbar, wie sie von der Anmelderin mit Ausnahme der Beschichtung der Druckwellenlader-Rotorflächen mit stick­ oxidadsorbierendem Material schon bislang gebaut und in Verkehr gebracht werden.

Claims (1)

1. Verbrennungsmotoranlage mit einem Druckwellenlader, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotorflächen des Druckwellenladers wenigstens teilweise mit einem stickoxidadsorbierenden Material beschichtet sind.