DE19926150A1 - Device for reducing nitrogen oxides in exhaust gas of a lean-burn engine has a fuel-operated burner arranged in the exhaust gas line in front of the storage catalyst - Google Patents

Device for reducing nitrogen oxides in exhaust gas of a lean-burn engine has a fuel-operated burner arranged in the exhaust gas line in front of the storage catalyst

Info

Publication number
DE19926150A1
DE19926150A1 DE1999126150 DE19926150A DE19926150A1 DE 19926150 A1 DE19926150 A1 DE 19926150A1 DE 1999126150 DE1999126150 DE 1999126150 DE 19926150 A DE19926150 A DE 19926150A DE 19926150 A1 DE19926150 A1 DE 19926150A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
burner
exhaust gas
storage
catalytic converter
catalyst
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE1999126150
Other languages
German (de)
Other versions
DE19926150B4 (en
Inventor
Axel Lang
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Volkswagen AG
Original Assignee
Volkswagen AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Volkswagen AG filed Critical Volkswagen AG
Priority to DE1999126150 priority Critical patent/DE19926150B4/en
Publication of DE19926150A1 publication Critical patent/DE19926150A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE19926150B4 publication Critical patent/DE19926150B4/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/0807Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents
    • F01N3/0828Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents characterised by the absorbed or adsorbed substances
    • F01N3/0842Nitrogen oxides
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • B01D53/9404Removing only nitrogen compounds
    • B01D53/9409Nitrogen oxides
    • B01D53/9431Processes characterised by a specific device
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • B01D53/9495Controlling the catalytic process
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/009Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having two or more separate purifying devices arranged in series
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/0807Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents
    • F01N3/0871Regulation of absorbents or adsorbents, e.g. purging
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/0807Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents
    • F01N3/0871Regulation of absorbents or adsorbents, e.g. purging
    • F01N3/0878Bypassing absorbents or adsorbents
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2240/00Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being
    • F01N2240/14Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being a fuel burner

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)

Abstract

Device for reducing nitrogen oxides in exhaust gas of a lean-burn engine comprises an exhaust gas line (3) extending from the engine and connected to a storage catalyst (5). A fuel-operated burner (9) is arranged in the exhaust gas line in front of the catalyst.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Verminderung von Stickoxiden (NOx) im Abgas einer magerbetreibbaren Brennkraftmaschine, insbesondere einer Diesel- Brennkraftmaschine.The invention relates to a device for reducing nitrogen oxides (NOx) in the Exhaust gas from a lean-burn internal combustion engine, in particular a diesel engine Internal combustion engine.

Im Funktionsbetrieb einer Brennkraftmaschine entstehen, insbesondere bei deren Betrieb unter mageren Bedingungen, unter anderem Stickoxide (NOx), die mit dem Abgas ausgestoßen werden. Es handelt sich dabei um einen Schadstoff, für den gesetzliche Grenzen bestehen und dessen Anteil am Abgas möglichst gering gehalten werden soll. Zum Erfüllen der gesetzlichen Bestimmungen ist hinter der Brennkraftmaschine eine Abgasreinigungsanlage angeordnet, die üblicherweise einen NOx-Speicher aufweist, der das entstehende NOx speichert. Da der NOx-Speicher nur eine vorbestimmte Menge NOx speichern kann, muß er nach einer gewissen Zeit regeneriert werden, d. h. das gespeicherte NOx aus dem Speicher entfernt und reduziert werden. Dazu sind Verfahren bekannt, bei denen beispielsweise die Brennkraftmaschine zur Regeneration fett betrieben wird, wodurch es im NOx-Speicher durch die dann vorhandenen nicht verbrannten Kohlenwasserstoffe zur Reduktion des NOx kommt. Durch die während der Regenerationsphase ungezielt stark fett betriebene Brennkraftmaschine kommt es zu einem erhöhten Kraftstoffverbrauch.Arises in the functional operation of an internal combustion engine, in particular in its Operation under lean conditions, including nitrogen oxides (NOx) associated with the Exhaust gas are emitted. It is a pollutant for which there are legal limits and the proportion of exhaust gas is kept as low as possible shall be. To meet the legal requirements is behind the Internal combustion engine arranged an exhaust gas cleaning system, which is usually a Has NOx storage, which stores the resulting NOx. Because the NOx storage only can store a predetermined amount of NOx, it must after a certain time be regenerated, d. H. the stored NOx is removed from the memory and reduced become. For this purpose, methods are known in which, for example, the internal combustion engine operated for regeneration rich, which means that it is then in the NOx storage existing unburned hydrocarbons to reduce NOx. Due to the fact that during the regeneration phase it was operated in a highly fat manner Internal combustion engine there is an increased fuel consumption.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der die Stickoxide (NOx) im Abgas einer Brennkraftmaschine, insbesondere einer Diesel- Brennkraftmaschine, vermindert werden können, ohne das der Verbrauch der Brennkraftmaschine erhöht wird.The invention has for its object to provide a device with which Nitrogen oxides (NOx) in the exhaust gas of an internal combustion engine, in particular a diesel Internal combustion engine, can be reduced without the consumption of the Internal combustion engine is increased.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmals des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.This object is achieved by the features of claim 1. Beneficial Embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in der sich von der Brennkraftmaschine erstreckenden Abgasleitung ein Stickoxide (NOx) adsorbierender Speicherkatalysator angeordnet, dem ein kraftstoffbetriebener Brenner in der Abgasleitung in der Strömungsrichtung vorgeordnet ist. Dieser Brenner entfernt durch seinen Sauerstoffbedarf während einer Regenerationsphase den Sauerstoffüberschuß aus dem Abgasstrom einer mager betriebenen Brennkraftmaschine. Durch eine Steuervorrichtung kann der Brenner für intermittierend stattfindende Regenerationsvorgänge jeweils einschaltbar und nach dem jeweiligen Regenerationsvorgang ausschaltbar sein.In the device according to the invention is in the from the internal combustion engine extending exhaust pipe a nitrogen oxide (NOx) adsorbing storage catalyst arranged, which is a fuel-operated burner in the exhaust pipe in the  Upstream flow direction. This burner is removed by his Oxygen demand during a regeneration phase the excess oxygen from the Exhaust gas flow from a lean-burn internal combustion engine. By a control device the burner can be used for intermittent regeneration processes can be switched on and switched off after the respective regeneration process.

Vorteilhafterweise kann durch die Verwendung des kraftstoffgespeisten Brenner ein im Extremfall mageres Betreiben der Brennkraftmaschine während der Regeneration erreicht werden. Allerdings wird die Brennkraftmaschine während der Regenerationsphase im allgemeinen stöchiometrisch oder leicht angefettet betrieben werden, um ausreichende Mengen an Kohlenwasserstoffen für die Regeneration zur Verfügung zu stellen. Ein weiterer Vorteil der Verwendung des Brenner ist die schnellere Aufheizung des NOx-Speicher auf die Regeneration notwendige erhöhte Temperatur.Advantageously, the use of the fuel-fed burner In extreme cases, lean operation of the internal combustion engine during regeneration can be achieved. However, the internal combustion engine is used during the Regeneration phase generally operated stoichiometrically or slightly greased to ensure sufficient amounts of hydrocarbons for regeneration To make available. Another advantage of using the burner is that faster heating of the NOx storage to the regeneration necessary increased Temperature.

Bei einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung wird die Regeneration des Speicherkatalysators mit dem kraftstoffbetriebenen Brenner eingeleitet bzw. bewirkt, der durch die Steuervorrichtung jeweils dann eingeschaltet wird, wenn die Speicherfähigkeit des Speicherkatalysators erschöpft ist und es deshalb einer Regeneration des Speicherkatalysators bedarf. Diese wird durch den Betrieb des Brenners herbeigeführt. Der Brenner verbrennt den im Abgas enthaltenen Restsauerstoff und schafft im Speicherkatalysator kurzzeitig unterstöchiometrische Bedingungen. Außerdem führt der Brenner zu einer Temperaturerhöhung auch im Bereich des Speicherkatalysators. Unter diesen Bedingungen erfolgt die Regeneration (Desorption und Umsetzung der Stickoxide NOx) des Speicherkatalysators, wodurch er wieder in der Lage ist, Stickoxide NOx zu adsorbieren. Das Ende des Regenerationsvorgangs wird durch die Steuervorrichtung ermittelt, z. B. mit einem geeigneten Sensor, und diese schaltet dann den Brenner ab. Im einfachsten Fall wird das Ende der Regenerationsphase durch eine vorgegeben Zeitdauer bestimmt. Wenn die Speicherkapazität des Speicherkatalysators wieder erschöpft ist, wird dies durch die Steuervorrichtung, z. B. mit einem geeigneten Sensor, ebenfalls ermittelt, und diese schaltet dann den Brenner wieder ein. Der Betrieb des Brenners kann über eine Sauerstoffsonde gesteuert werden. Mit einem in der Strömungsrichtung hinter dem Speicherkatalysator angeordneten weiteren Katalysator, insbesondere einem Oxydationskatalysator, kann das Durchbrechen von Stoffen unvollständiger Verbrennung im Abgas verhindert werden, die durch den Brenner entstehen können. In an embodiment according to the invention, the regeneration of the Storage catalyst initiated or effected with the fuel-operated burner, the is turned on by the control device each time the storage capacity of the storage catalyst is exhausted and it is therefore a regeneration of the Storage catalyst required. This is brought about by the operation of the burner. The burner burns the residual oxygen contained in the exhaust gas and creates in the Storage catalytic converter briefly under-stoichiometric conditions. In addition, the Burner to a temperature increase in the area of the storage catalytic converter. Under These conditions are followed by regeneration (desorption and implementation of the Nitrogen oxides NOx) of the storage catalytic converter, which means that it is once again able to produce nitrogen oxides Adsorb NOx. The end of the regeneration process is marked by the Control device determined, for. B. with a suitable sensor, and this then switches the burner. In the simplest case, the end of the regeneration phase is indicated by a predetermined time period determined. If the storage capacity of the storage catalytic converter is exhausted again, this is done by the control device, e.g. B. with a suitable Sensor, also determined, and this then switches the burner on again. The operation the burner can be controlled via an oxygen probe. With one in the Flow direction downstream of the storage catalytic converter arranged further catalyst, in particular an oxidation catalyst, can break through substances Incomplete combustion in the exhaust gas can be prevented by the burner can arise.  

Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist der Speicherkatalysator in einer ersten Parallelleitung der Abgasleitung angeordnet, der eine zweite Parallelleitung, die den Speicherkatalysator umgeht, zugeordnet ist. Der Strömungsdurchgang durch die Parallelleitungen läßt sich durch ein Steuerelement, z. B. in Form einer im Bereich des Abzweigs angeordneten Steuerklappe, so steuern, daß das Abgas zum einen durch die erste Parallelleitung sowie den darin angeordneten Speicherkatalysator und zum anderen durch die zweite Parallelleitung strömt. Dabei ist in der ersten Parallelleitung vor dem Speicherkatalysator ebenfalls ein kraftstoffbetriebener Brenner vorgeordnet, der zusätzlich mit Verbrennungsluft gespeist wird, so daß er unabhängig vom die Brennkraftmaschine verlassenden Abgas funktionsfähig ist. Für einen Regenerationsvorgang des Speicherkatalysators wird die erste Parallelleitung vom Hauptabgasstrom getrennt und mit unterstöchiometrischem bzw. sauerstofffreiem Abgas durchströmt, das vom Brenner bereitgestellt wird. Nach diesem Regenerationsvorgang wird der Brenner ausgeschaltet und das Abgas wird wieder durch die erste Parallelleitung geleitet.In a development of the invention, the storage catalytic converter is in a first one Parallel line of the exhaust pipe arranged, the second parallel line, the Storage catalyst bypasses, is assigned. The flow passage through the Parallel lines can be controlled by a control such. B. in the form of a Branch valve arranged so that the exhaust gas through the first parallel line and the storage catalyst arranged therein and to other flows through the second parallel line. It is in the first parallel line A fuel-operated burner also precedes the storage catalytic converter is also fed with combustion air so that it is independent of the Exhaust gas leaving the internal combustion engine is functional. For one Regeneration process of the storage catalyst is the first parallel line from Main exhaust gas flow separated and with substoichiometric or oxygen-free exhaust gas flows through, which is provided by the burner. After this regeneration process the burner is switched off and the exhaust gas is again through the first Parallel line headed.

Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von vereinfachten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigenPreferred exemplary embodiments of the invention are described below with reference to simplified drawings explained in more detail. Show it

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Vermindern von Stickoxiden (NOx) im Abgas einer Brennkraftmaschine, insbesondere einer Diesel- Brennkraftmaschine, in schematischer Darstellung; und Fig. 1 shows a device according to the invention for reducing nitrogen oxides (NOx) in the exhaust gas of an internal combustion engine, especially a diesel internal combustion engine, in a schematic representation; and

Fig. 2 eine Vorrichtung nach Fig. 1 in abgewandelter Ausgestaltung. Fig. 2 shows a device according to Fig. 1 in a modified embodiment.

Die Fig. 1 zeigt eine Brennkraftmaschine 1, insbesondere eine Diesel- Brennkraftmaschine, mit mehreren Zylindern, zu denen sich eine Luftansaugleitung 2, und von denen sich eine Abgasleitung 3 in an sich bekannter Weise erstrecken. Der Brennkraftmaschine 1 sind nicht dargestellte Kraftstoff-Einspritzventile zugeordnet. Die Zylinder werden mit Kraftstoff aus den Einspritzventilen und mit Verbrennungsluft durch die Luftansaugleitung in einem bestimmten Kraftstoff/Luft-Verhältnis versorgt, wodurch der Verbrennungsbetrieb gewährleistet ist. Fig. 1 shows an internal combustion engine 1, in particular a diesel internal combustion engine, with several cylinders, to which an air intake line 2 and of which an exhaust pipe 3 extend in a known manner. Fuel injection valves, not shown, are assigned to internal combustion engine 1 . The cylinders are supplied with fuel from the injection valves and with combustion air through the air intake line in a certain fuel / air ratio, which ensures combustion operation.

Die Zylinder sind durch Zweigleitungsabschnitte mit der gemeinsamen Abgasleitung 3 verbunden, die von dem von der Brennkraftmaschine ausgestoßenen Abgas in der mit dem Pfeil 4 bezeichneten Strömungsrichtung durchströmt wird. In der Abgasleitung 3 ist ein Stickoxide (NOx) adsorbierender Speicherkatalysator 5 in einem Gehäuse 6 angeordnet, das in seiner Querschnittsgröße größer bemessen ist, als die Querschnittsgröße der Abgasleitung 3. In der Strömungsrichtung 4 hinter dem Speicherkatalysator 5 ist in der Abgasleitung 3 ein weiterer Katalysator 7 in einem entsprechenden Gehäuse 8 angeordnet, bei dem es sich vorzugsweise um einen Oxydationskatalysator handelt. Dem Speicherkatalysator 5 ist in der Abgasleitung 3 ein Brenner 9 in der Strömungsrichtung 4 vorgeordnet, dem Kraftstoff durch eine Kraftstoff- Zuführungsleitung 11 zuführbar ist. Der Brenner 9 ist durch eine nicht dargestellte Steuervorrichtung einschaltbar sowie ausschaltbar und in seinem Betrieb gesteuert. Hierzu kann eine Sauerstoffsonde 12 dienen, die dem Speicherkatalysator 5 in der Abgasleitung 3 in der Strömungsrichtung 4 vorgeordnet ist, so daß sie sich vorzugsweise zwischen dem Brenner 9 und dem Speicherkatalysator 5 befindet.The cylinders are connected by branch line sections to the common exhaust line 3 , through which the exhaust gas expelled by the internal combustion engine flows in the flow direction indicated by arrow 4 . A storage catalytic converter 5 adsorbing nitrogen oxides (NOx) is arranged in the exhaust line 3 in a housing 6 , the cross-sectional size of which is larger than the cross-sectional size of the exhaust line 3 . In the flow direction 4 downstream of the storage catalytic converter 5 , a further catalytic converter 7 is arranged in the exhaust pipe 3 in a corresponding housing 8 , which is preferably an oxidation catalytic converter. The storage catalytic converter 5 is preceded in the exhaust line 3 by a burner 9 in the flow direction 4 , to which fuel can be supplied through a fuel supply line 11 . The burner 9 can be switched on and off and controlled in its operation by a control device (not shown). An oxygen probe 12 can be used for this purpose, which is arranged upstream of the storage catalytic converter 5 in the exhaust gas line 3 in the flow direction 4 , so that it is preferably located between the burner 9 and the storage catalytic converter 5 .

Im Funktionsbetrieb der Brennkraftmaschine 1 adsorbiert der Speicherkatalysator 5 die von der Brennkraftmaschine 1 emittierten Stickoxide (NOx). Die Steuereinrichtung ist so ausgebildet, daß sie, z. B. mittels eines Sensors, erkennt, wenn die Speicherkapazität des Speicherkatalysators 5 erschöpft ist. Aufgrund dieses Signals schaltet die Steuereinrichtung den Brenner 9 ein, und sie steuert seine Funktion, bis die Regeneration (Desorption und Umsetzung der Stickoxide) des Speicherkatalysators 5 beendet ist, was die Steuereinrichtung, z. B. mittels eines Sensors, ebenfalls erkennt, und sie schaltet nach der Regeneration des Speicherkatalysators 5 den Brenner 9 wieder ab. Durch den Funktionsbetrieb des Brenners 9 werden durch Verbrennung des Sauerstoffüberschusses im Abgas kurzzeitig unterstöchiometrische Bedingungen im Speicherkatalysator erzeugt, wodurch dieser regeneriert und die gespeicherten Stickoiyde umgesetzt werden. Außerdem kann aufgrund der Brennerfunktion die Temperatur im Speicherkatalysator 5 erhöht werden. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird somit die Regeneration des Speicherkatalysators 5 durch die Einschaltung des Brenners 9 herbeigeführt. Nach Beendigung des Regenerationsvorgangs hat der Brenner 9 diese Funktion erfüllt, und er kann deshalb wieder ausgeschaltet werden. Folglich wird der Brenner 9 intermittierend betrieben, um bei Erschöpfung der Speicherkapazität des Speicherkatalysators 5 dessen Regeneration herbeizuführen. Dabei ist die Verbrennung des Brenners 9 so eingestellt, daß der im Abgas enthaltende Restsauerstoff verbrannt wird und im Speicherkatalysator 5 kurzzeitig unterstöchiometrische Bedingungen eingestellt werden. Der Brenner wird somit abhängig vom Speicherzustand des Speicherkatalysators 5 intermitierend betrieben. Mit einer Sauerstoff-Sonde 12 kann die Verbrennung des Brenners 9 geregelt und überwacht werden. In the functional operation of the internal combustion engine 1 , the storage catalytic converter 5 adsorbs the nitrogen oxides (NOx) emitted by the internal combustion engine 1 . The control device is designed such that it, for. B. by means of a sensor, detects when the storage capacity of the storage catalyst 5 is exhausted. On the basis of this signal, the control device switches on the burner 9 and controls its function until the regeneration (desorption and conversion of the nitrogen oxides) of the storage catalytic converter 5 has ended, which the control device, for. B. also by means of a sensor, and it switches the burner 9 off again after the regeneration of the storage catalytic converter 5 . Due to the functional operation of the burner 9 , combustion of the excess oxygen in the exhaust gas briefly produces substoichiometric conditions in the storage catalytic converter, as a result of which the latter is regenerated and the stored nitrogen oxides are converted. In addition, the temperature in the storage catalytic converter 5 can be increased due to the burner function. In the device according to the invention, the regeneration of the storage catalytic converter 5 is thus brought about by switching on the burner 9 . After the regeneration process has ended, the burner 9 has fulfilled this function and can therefore be switched off again. Consequently, the burner 9 is operated intermittently to bring about regeneration when the storage capacity of the storage catalytic converter 5 is exhausted. The combustion of the burner 9 is set such that the residual oxygen contained in the exhaust gas is burned and sub-stoichiometric conditions are briefly set in the storage catalytic converter 5 . The burner is thus operated intermittently depending on the storage state of the storage catalytic converter 5 . The combustion of the burner 9 can be regulated and monitored with an oxygen probe 12 .

Ein Durchbruch von Kohlenwasserstoffen und Kohlenmonoxyd wird durch den nachgeschalteten Katalysaor, insbesondere ein Oxydationskatalysator 7, vermieden.A breakthrough of hydrocarbons and carbon monoxide is avoided by the downstream catalyst, in particular an oxidation catalyst 7 .

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2, bei dem gleiche oder vergleichbare Teile mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind, weist die Abgasleitung 3 einen den Brenner 9 und den Speicherkatalysator 5 umgehenden Bypaß 3a auf, zu dem sich der den Brenner 9 und den Speicherkatalysator 5 enthaltende Abgas-Leitungsabschnitt 3b parallel erstreckt. Im Abzweig 3c ist ein Ventilkörper 13, z. B. eine Ventilklappe, so angeordnet, der Bypaß 3a oder der Leitungsabschnitt 3b von der Abgasleitung trennbar ist. Außerdem ist dem Brenner 9 eine Zuführungsleitung 14 für Verbrennungsluft zugeordnet. Die vorhandene, nicht dargestellte Steuereinrichtung ist auch bei diesem Ausführungsbeispiel geeignet, den Brenner 9 bei erschöpfter Speicherkapazität einzuschalten und nach der Regeneration wieder auszuschalten und außerdem die Kraftstoff und Verbrennungsluft-Zuführung zu steuern. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird der Bypaß 3a im Normalbetrieb, d. h., bei adsorbierendem Speicherkatalysator 5, gesperrt. Zur Regeneration des Speicherkatalysators 5 wird der Leitungsabschnitt 3b durch ein Umschalten des Ventilkörpers 13 vom durch den Bypaß 3a strömenden Abgasstrom getrennt, und mit unterstöchiometrischem bzw. sauerstofffreiem Abgas durchströmt, das vom Brenner 9 bereitgestellt wird. Dabei wird dem Brenner 9 Verbrennungsluft zugeführt. Die Verbrennung kann dann über die Sauerstoffsonde 12 geregelt werden. Nach der Regeneration wird der Ventilkörper 13 durch die Steuereinrichtung wieder umgeschaltet, so daß der Abgasstrom durch den Leitungsabschnitt 3b strömt.Are designated in the embodiment of Fig. 2, in which identical or comparable parts have the same reference numerals, the exhaust pipe 3, a burner 9 and the storage catalytic converter 5 immediate bypass 3 a on to which the burner 9 and the storage catalytic converter 5 containing exhaust -Line section 3 b extends in parallel. In the branch 3 c is a valve body 13 , for. B. a valve flap arranged so that the bypass 3 a or the line section 3 b is separable from the exhaust pipe. In addition, the burner 9 is assigned a supply line 14 for combustion air. The available control device, not shown, is also suitable in this exemplary embodiment to switch on the burner 9 when the storage capacity is exhausted and to switch it off again after the regeneration and also to control the fuel and combustion air supply. In this exemplary embodiment, the bypass 3 a is blocked in normal operation, that is to say when the storage catalyst 5 is adsorbing. To regenerate the storage catalytic converter 5 , the line section 3 b is separated from the exhaust gas flow flowing through the bypass 3 a by switching the valve body 13 , and the substoichiometric or oxygen-free exhaust gas which is provided by the burner 9 flows through. Combustion air is supplied to the burner 9 . The combustion can then be controlled via the oxygen probe 12 . After the regeneration, the valve body 13 is switched over again by the control device, so that the exhaust gas flow flows through the line section 3 b.

Die Verbrennung des Brenners 9 kann durch die Sauerstoffsonde 12 so geregelt oder gesteuert sein, daß bei einem erhöhten Sauerstoffanteil im Abgas dem Brenner 9 beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 eine größere Menge Kraftstoff zugeführt wird und beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 eine größere Menge Kraftstoff und/oder eine geringere Menge Verbrennungsluft zugeführt werden. The combustion of the burner 9 can be regulated or controlled by the oxygen probe 12 so that with an increased oxygen content in the exhaust gas the burner 9 in the embodiment according to FIG. 1 is supplied with a larger amount and in the embodiment according to FIG. 2 a larger amount of fuel and / or a smaller amount of combustion air can be supplied.

BEZUGSZEICHENLISTEREFERENCE SIGN LIST

11

Brennkraftmaschine
Internal combustion engine

22nd

Luftansaugleitung
Air intake line

33rd

Abgasleitung
Exhaust pipe

33rd

a Bypaß
a bypass

33rd

b Leitungsabschnitt
b line section

33rd

c Abzweig
c branch

44th

Strömungsrichtung
Flow direction

55

(NOx) Speicherkatalysator
(NOx) storage catalytic converter

66

Gehäuse
casing

77

Katalysator
catalyst

88th

Gehäuse
casing

99

Brenner
burner

1111

Kraftstoff-Zuführungsleitung
Fuel supply line

1212th

Sauerstoffsonde
Oxygen probe

1313

Ventilkörper
Valve body

1414

Verbrennungsluft-Zuführungsleitung
Combustion air supply line

Claims (9)

1. Vorrichtung zum Vermindern von Stickoxiden (NOx) im Abgas einer meger betreibbaren Brennkraftmaschine (1), insbesondere einer Diesel- Brennkraftmaschine, mit einer sich von der Brennkraftmaschine (1) erstreckenden Abgasleitung (3), in der ein NOx-Speicherkatalysator (5) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Speicherkatalysator (5) ein kraftstoffbetriebener Brenner (9) in der Abgasleitung (3) angeordnet ist.1. Device for reducing nitrogen oxides (NOx) in the exhaust gas of a lean-burn internal combustion engine ( 1 ), in particular a diesel internal combustion engine, with an exhaust pipe ( 3 ) extending from the internal combustion engine ( 1 ), in which a NOx storage catalytic converter ( 5 ) is arranged, characterized in that a fuel-operated burner ( 9 ) is arranged in the exhaust line ( 3 ) in front of the storage catalytic converter ( 5 ). 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Brenner durch eine Steuereinrichtung für die Regenerationsvorgänge des NOx- Speicherkataiysators (5) jeweils einschaltbar und nach den Regenerationsvorgängen jeweils wieder ausschaltbar ist.2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the burner can be switched on by a control device for the regeneration processes of the NOx storage catalyst ( 5 ) and can be switched off again after the regeneration processes. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein den Brenner (9) und den Speicherkatalysator (5) umgehender Bypaß (3a) vorgesehen ist.3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that a bypass ( 3 a) is provided to the burner ( 9 ) and the storage catalyst ( 5 ). 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Klappe (13) zum wechselweisen Verschließen des Bypasses (3a) oder des zum Brenner (9) und Speicherkatalysators führenden Leitungsabschnitts (3b) vorgesehen ist.4. The device according to claim 3, characterized in that a flap ( 13 ) for alternately closing the bypass ( 3 a) or the leading to the burner ( 9 ) and storage catalyst line section ( 3 b) is provided. 5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgasströmung im Speicherbetrieb des Speicherkatalysators (5) durch den den Brenner (9) und den Speicherkatalysator (5) enthaltenen Leitungsabschnitt (3b) und im Regenerationsbetrieb durch den Bypaß (3a) mittels der Steuereinrichtung gesteuert wird. 5. Apparatus according to claim 3 or 4, characterized in that the exhaust gas flow in the storage mode of the storage catalyst ( 5 ) through the burner ( 9 ) and the storage catalyst ( 5 ) contained line section ( 3 b) and in regeneration mode by the bypass ( 3 a ) is controlled by means of the control device. 6. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Brenner (9) eine Verbrennungsluft-Zuführungsleitung (14) zugeordnet ist.6. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the burner ( 9 ) is assigned a combustion air supply line ( 14 ). 7. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung die Verbrennungsluft- Zuführungsmenge und/oder die Kraftstoff-Zuführungsmenge für den Brenner (9) steuert.7. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the control device controls the combustion air supply quantity and / or the fuel supply quantity for the burner ( 9 ). 8. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung eine dem Speicherkatalysator (5) in der Strömungsrichtung (4) vorgeordnete Sauerstoffsonde (1) aufweist.8. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the control device has an upstream of the storage catalyst ( 5 ) in the flow direction ( 4 ) upstream oxygen probe ( 1 ). 9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Speicherkatalysator (5) in der Strömungsrichtung (4) ein weiterer Katalysator, insbesondere ein Oxidationskatalysator, nachgeordnet ist.9. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the storage catalytic converter ( 5 ) in the flow direction ( 4 ) is followed by a further catalyst, in particular an oxidation catalyst.
DE1999126150 1999-06-09 1999-06-09 Device for reducing nitrogen oxides (NOx) in the exhaust gas of an internal combustion engine, in particular a diesel internal combustion engine Expired - Fee Related DE19926150B4 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE1999126150 DE19926150B4 (en) 1999-06-09 1999-06-09 Device for reducing nitrogen oxides (NOx) in the exhaust gas of an internal combustion engine, in particular a diesel internal combustion engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE1999126150 DE19926150B4 (en) 1999-06-09 1999-06-09 Device for reducing nitrogen oxides (NOx) in the exhaust gas of an internal combustion engine, in particular a diesel internal combustion engine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE19926150A1 true DE19926150A1 (en) 2000-12-14
DE19926150B4 DE19926150B4 (en) 2007-10-11

Family

ID=7910586

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE1999126150 Expired - Fee Related DE19926150B4 (en) 1999-06-09 1999-06-09 Device for reducing nitrogen oxides (NOx) in the exhaust gas of an internal combustion engine, in particular a diesel internal combustion engine

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE19926150B4 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004099577A1 (en) * 2003-05-10 2004-11-18 Universität Stuttgart Method and device for the purification of exhaust gases
EP1710409A1 (en) * 2004-01-21 2006-10-11 Yanmar Co., Ltd. Exhaust gas purifier and method of control therefor
DE102015119738A1 (en) 2015-11-16 2017-05-18 Hjs Emission Technology Gmbh & Co. Kg Method for regenerating a NOX storage catalytic converter and exhaust gas purification system with a NOX storage catalytic converter

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19626837A1 (en) * 1995-07-08 1997-01-09 Volkswagen Ag Operating diesel engine with nitrogen oxide buffer store - blocks buffer store during operation at low nitrogen oxide content per time unit

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19504208B4 (en) * 1994-02-11 2005-09-29 Volkswagen Ag Exhaust gas converter with a catalyst and a burner connected upstream

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19626837A1 (en) * 1995-07-08 1997-01-09 Volkswagen Ag Operating diesel engine with nitrogen oxide buffer store - blocks buffer store during operation at low nitrogen oxide content per time unit

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004099577A1 (en) * 2003-05-10 2004-11-18 Universität Stuttgart Method and device for the purification of exhaust gases
US7797928B2 (en) 2003-05-10 2010-09-21 Univeritaet Stuttgart Method and apparatus for purifying exhaust gases
EP1710409A1 (en) * 2004-01-21 2006-10-11 Yanmar Co., Ltd. Exhaust gas purifier and method of control therefor
EP1710409A4 (en) * 2004-01-21 2010-09-29 Yanmar Co Ltd Exhaust gas purifier and method of control therefor
DE102015119738A1 (en) 2015-11-16 2017-05-18 Hjs Emission Technology Gmbh & Co. Kg Method for regenerating a NOX storage catalytic converter and exhaust gas purification system with a NOX storage catalytic converter

Also Published As

Publication number Publication date
DE19926150B4 (en) 2007-10-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0931922B1 (en) Method and apparatus to purify the exhaust gas of an internal combustion engine
EP0913558B1 (en) Exhaust gas purification apparatus for an internal-combustion engine
EP3497309B1 (en) Diagnostic method and device for checking the functionality of a component for exhaust-gas aftertreatment
EP0907010B1 (en) Method for operating a lean-burn internal combustion engine
EP0987408B1 (en) Method of operation of an internal combustion engine with sulphur accumulating exhaust gas purification components and an internal combustion engine operable therewith
DE19960430B4 (en) Emission control system with nitrogen oxide storage catalyst and sulfur oxide trap and operating method for this
DE102005040886A1 (en) Filter desulfurization system and method
EP1050675B1 (en) Exhaust gas purification device comprising a nitrogen oxide adsorber and method for desulphatizing therefore
DE19511548A1 (en) Nitrous oxide reduction system in vehicle engine exhaust
EP1559880B1 (en) Device and method for reducing harmful components in the exhaust gas of an internal combustion engine, especially a Diesel-internal-combustion engine
DE102016205182A1 (en) Method and device for exhaust aftertreatment of an internal combustion engine
DE102015219114B4 (en) Process for exhaust aftertreatment of an internal combustion engine
EP0754841B1 (en) Process and device for purifying motor vehicle exhaust gases
DE4310962C1 (en) Common exhaust gas unit for several engines - has common exhaust pipe with branch pipes contg. individual SCR catalysts
DE102007039588A1 (en) Apparatus and method for purifying exhaust gases for an internal combustion engine
DE19926150B4 (en) Device for reducing nitrogen oxides (NOx) in the exhaust gas of an internal combustion engine, in particular a diesel internal combustion engine
DE102020202136A1 (en) Lambda compensation with exhaust gas burner
DE19939988A1 (en) Method for operating a diesel engine
DE102007041501A1 (en) Exhaust gas cleaning method for internal combustion engine, involves arranging nitrogen oxide storage and selective catalytic reduction catalytic converters in strands in cylinder groups, and oxidizing hydrogen sulfide in sculpture compound
DE102007042448A1 (en) Exhaust gas cleaning system for selective catalytic reduction of nitrogen oxide, comprises catalyst with catalytically active components for selective catalytic reduction, and exhaust gas of internal combustion engine flows through system
DE10010031B4 (en) Method and device for carrying out a NOx regeneration of an arranged in an exhaust passage of an internal combustion engine NOx storage catalyst
DE102017213229A1 (en) Method for operating a drive device for a motor vehicle and corresponding drive device
DE102018117187A1 (en) Method for operating an exhaust aftertreatment device, control unit for an internal combustion engine and internal combustion engine
DE102004052062A1 (en) Regenerating a storage catalyst in an engine exhaust system comprises adjusting the lambda ratio to substoichiometric to regenerate the catalyst and repeatedly supplying air to produce a superstoichiometric lambda ratio
DE102018200452B4 (en) Desulfurization of individual nitrogen oxide storage catalysts in a dual nitrogen oxide storage catalyst system

Legal Events

Date Code Title Description
OM8 Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law
8120 Willingness to grant licences paragraph 23
8110 Request for examination paragraph 44
8364 No opposition during term of opposition
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee