DE202009012592U1 - Exhaust treatment plant of diesel engines - Google Patents

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Abstract

Abgasbehandlungsanlage von Dieselmotoren, mit einem Dieseloxidationskatalysator (2), mittels dem der Gehalt des Abgasstroms (4) des Dieselmotors an Kohlenwasserstoffen und an Kohlenmonoxid reduzierbar ist, und einem Dieselrußpartikelfilter (3), der stromab des Dieseloxidationskatalysators (2) in der Abgasbehandlungsanlage (1) angeordnet ist, mittels dem Dieselrußpartikel aus dem Abgasstrom (4) des Dieselmotors herausfilterbar sind, und der katalytisch beschichtet ist, so dass in ihm abgelagerte Dieselrußpartikel abverbrennbar sind, gekennzeichnet durch eine Dosiervorrichtung (8), die stromauf des Dieseloxidationskatalysators (2) in der Abgasbehandlungsanlage (1) angeordnet ist und mittels der Dieselkraftstoff in den Abgasstrom (4) eindosierbar ist.A diesel engine exhaust gas treatment system comprising a diesel oxidation catalyst (2) by means of which the exhaust gas flow (4) of the diesel engine is reducible to hydrocarbons and carbon monoxide, and a diesel particulate filter (3) downstream of the diesel oxidation catalyst (2) in the exhaust treatment plant (1) is arranged, are filtered out by means of the diesel soot from the exhaust stream (4) of the diesel engine, and which is catalytically coated, so that in him deposited diesel soot particles are burned off, characterized by a metering device (8) upstream of the Dieseloxidationskatalysators (2) in the exhaust gas treatment plant (1) is arranged and can be metered by the diesel fuel in the exhaust stream (4).

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Abgasbehandlungsanlage von Dieselmotoren, mit einem Dieseloxidationskatalysator, mittels dem der Gehalt des Abgasstroms des Dieselmotors an Kohlenwasserstoffen und an Kohlenmonoxid reduzierbar ist, und einem Dieselrußpartikelfilter, der stromab des Dieseloxidationskatalysators in der Abgasbehandlungsanlage angeordnet ist, mittels dem Dieselrußpartikel aus dem Abgasstrom des Dieselmotors herausfilterbar sind, und der katalytisch beschichtet ist, so dass in ihm abgelagerte Dieselrußpartikel abverbrennbar sind.The invention relates to an exhaust gas treatment plant of diesel engines, comprising a Dieseloxidationskatalysator, by means of which the content of the exhaust gas flow of the diesel engine to hydrocarbons and carbon monoxide is reducible, and a diesel particulate filter, which is located downstream of the Dieseloxidationskatalysators in the exhaust gas treatment plant, by means of the diesel soot particles from the exhaust gas stream are filtered out of the diesel engine, and which is catalytically coated so that deposited in it diesel soot particles are abverbrennbar.

In den Dieselmotoren nachgeschalteten Abgassträngen wird selten bzw. nie eine Temperatur von ca. 600 Grad C erreicht, die an sich erforderlich ist, um eine Abverbrennung der im Dieselrußpartikelfilter der Abgasbehandlungsanlage angesammelten Dieselrußpartikel zu ermöglichen bzw. zu gewährleisten. Die zur Behebung dieser Problematik bisher vorgeschlagenen technischen Lösungen setzen entweder Eingriffe in den Betrieb des Dieselmotors voraus oder sie erfordern einen erheblichen technisch-konstruktiven, steuerungs- und regelungstechnischen Aufwand.In the diesel engines downstream exhaust strands is rarely or never reaches a temperature of about 600 degrees C, which is necessary per se, to allow or ensure combustion of the accumulated in the diesel particulate filter of the exhaust gas treatment plant diesel soot particles. The technical solutions previously proposed to remedy this problem either require intervention in the operation of the diesel engine or they require a considerable technical and constructive, control and control technical effort.

Ausgehend von dem vorstehend geschilderten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Abgasbehandlungsanlage von Dieselmotoren der eingangs geschilderten Art so weiterzubilden, dass eine Abverbrennung von im Dieselrußpartikelfilter der Abgasbehandlungsanlage angesammelten Dieselrußpartikeln im üblichen Betrieb von Dieselmotoren, ohne Eingriffe in das Motormanagement derselben und – bei entsprechendem Bedarf – vollautomatisch durchführbar ist.Based on the above-described prior art, the present invention seeks to develop an exhaust gas treatment plant of diesel engines of the type described so that a combustion of accumulated in the diesel particulate filter the exhaust treatment plant diesel soot particles in the usual operation of diesel engines, without interfering with the engine management of the same and if required - fully automatic.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Dosiervorrichtung gelöst, die stromauf des Dieseloxidationskatalysators in der Abgasbehandlungsanlage angeordnet ist und mittels der Dieselkraftstoff in den Abgasstrom eindosierbar ist. Der stromauf des Dieseloxidationskatalysators in den Abgasstrom eingespritzte Dieselkraftstoff wird im Dieseloxidationskatalysator oxidiert, d. h. katalytisch verbrannt, und erhöht so die Temperatur des Abgasstroms. Eine Inbetriebsetzung der Dosiervorrichtung erfolgt immer dann, wenn aufgrund der Beladung des Dieselrußpartikelfilters mit Dieselrußpartikeln ein vorgebbarer Druckschwellenwert überschritten wird.This object is achieved by a metering device, which is arranged upstream of the diesel oxidation catalyst in the exhaust gas treatment plant and can be metered by the diesel fuel into the exhaust gas stream. The diesel fuel injected into the exhaust stream upstream of the diesel oxidation catalyst is oxidized in the diesel oxidation catalyst, i. H. catalytically burned, thus increasing the temperature of the exhaust stream. A commissioning of the metering device takes place whenever a specifiable pressure threshold value is exceeded due to the loading of the diesel particulate filter with diesel particulate matter.

Die Dosiervorrichtung ist zweckmäßigerweise als Dosierventil mit Einspritzdüse und nachgeschaltetem Kapillarröhrchen ausgebildet, durch die hindurch Dieselkraftstoff in den Abgasstrom eingespritzt werden kann.The metering device is expediently designed as a metering valve with an injection nozzle and a downstream capillary tube, through which diesel fuel can be injected into the exhaust gas stream.

Zur erfindungsgemäßen Abgasbehandlungsanlage von Dieselmotoren gehört zweckmäßigerweise ein Steuergerät, das einerseits an dem Dieseloxidationskatalysator zugeordnete Sensoren und andererseits an die Dosiervorrichtung angeschlossen ist, indem von den Sensoren erfaßte Parametersignale verarbeitbar sind und mittels dem die Dosiervorrichtung in Abhängigkeit von den verarbeiteten Parametersignalen regelbar ist.For the exhaust gas treatment system according to the invention of diesel engines expediently includes a control unit, which is connected on the one hand to the diesel oxidation catalyst sensors and on the other hand to the metering device by detected by the sensors parameter signals are processed and by means of which the metering device in dependence on the processed parameter signals can be controlled.

Die dem Dieseloxidationskatalysator zugeordneten Sensoren sind vorteilhaft als Druck- und Temperatursensoren ausgebildet, so dass ein eine Grenzbeladung anzeigender Druckabfall am Dieseloxidationskatalysator sicher anzeigbar ist, wobei darüber hinaus mittels des Temperatursensors erfassbar ist, ob die für eine Abverbrennung der Russpartikel im Dieselrußpartikelfilter erforderliche Mindesttemperatur vorliegt.The sensors associated with the diesel oxidation catalyst are advantageously designed as pressure and temperature sensors so that a pressure drop indicative of a limit charge can be safely displayed on the diesel oxidation catalyst, wherein it is also possible to detect by means of the temperature sensor whether the minimum temperature required for burning off the soot particles in the diesel particulate filter is present.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist im Steuergerät für den am Dieseloxidationskatalysator erfassten Druck bzw. Druckabfall und/oder für die am Dieseloxidationskatalysator erfasste Temperatur eine Druckschwelle bzw. eine Mindesttemperatur vorgebbar, bei deren Erreichen oder Überschreiten die Dosiervorrichtung automatisch in Betrieb gesetzt wird.According to an advantageous embodiment, a pressure threshold or a minimum temperature can be predetermined in the control unit for the pressure or pressure drop detected at the diesel oxidation catalytic converter and / or for the temperature detected at the diesel oxidation catalytic converter, at which point the dosing device is automatically put into operation.

Am Steuergerät ist vorteilhaft eine Dosierzeit einstellbar, mittels der die Dieselkraftstoffzufuhr je Einspritzvorgang festlegbar ist.At the control unit, a dosing time is advantageously adjustable, by means of which the diesel fuel supply per injection process can be fixed.

Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn mittels des Steuergeräts mit einem Dosiertakt eine Frequenz der Einspritzdüse vorgegeben werden kann, wodurch die Dieselkraftstoffmenge für die jeweilige Dosierzeit festlegbar ist.In addition, it is advantageous if a frequency of the injection nozzle can be specified by means of the control unit with a metering cycle, whereby the amount of diesel fuel for the respective metering time can be determined.

Für die erfindungsgemäße Abgasbehandlungsanlage ist eine in einer Motorrücklaufleitung angeordnete, der Kraftstoffzufuhr zur Dosiervorrichtung dienende Kraftstoffpumpe nicht erforderlich. Entsprechend muss auch kein Relais zur Ansteuerung einer derartigen Kraftstoffpumpe verbaut werden. Vielmehr erfolgt die Kraftstoffversorgung der Dosiervorrichtung aus der Kraftstoffrücklaufleitung zum Tank, wobei eine stromab dem Leitungsabzweig zur Dosiervorrichtung angeordnete Drossel den notwendigen Druck von ca. 1 bar zur Versorgung der Einspritzdüse der Dosiervorrichtung aufbaut.For the exhaust gas treatment plant according to the invention, a fuel pump arranged in an engine return line and serving to supply fuel to the metering device is not required. Accordingly, no relay for controlling such a fuel pump must be installed. Rather, the fuel supply of the metering device from the fuel return line to the tank, wherein a downstream of the line branch to the metering device arranged throttle builds up the necessary pressure of about 1 bar to supply the injector of the metering device.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Abgasbehandlungsanlage weist deren Dieseloxidationskatalysator eine aus einem keramischen Werkstoff bestehende Wabenstruktur auf, in der vom Abgasstrom durchströmbare Strömungskanäle ausgebildet sind, wobei die aus einem keramischen Werkstoff bestehende Wabenstruktur vorteilhaft an ihren Oberflächen mit Platin beschichtet ist. Ein derartiger Dieseloxidationskatalysator ist mit einem vergleichsweise geringen technischen und wirtschaftlichen Aufwand herstellbar, wobei er ein vergleichsweise geringes Gewicht und eine hohe technische Lebensdauer aufweist.According to an advantageous embodiment of the exhaust gas treatment plant according to the invention, the diesel oxidation catalyst has a honeycomb structure consisting of a ceramic material, in which flow channels through which the exhaust gas stream flows are formed, the honeycomb structure consisting of a ceramic material advantageously having platinum on its surfaces is coated. Such a diesel oxidation catalyst can be produced with a comparatively low technical and economic expense, having a comparatively low weight and a high technical service life.

Auch der Dieselrußpartikelfilter hat gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Abgasbehandlungsanlage eine aus einem keramischen Werkstoff, vorteilhaft aus Siliciumkarbid, bestehende Wabenstruktur, wobei diese Wabensturktur aus porösen Wabenwänden gebildet ist, zwischen denen Strömungskanäle ausgebildet sind; der eine von jeweils zwei durch eine poröse Wabenwand getrennten Strömungskanälen ist eingangsseitig des Dieselrußpartikelfilters mittels einer eingangsseitigen Abschlußwand geschlossen und ausgangsseitig des Dieselrußpartikelfilters offen, wohingegen der andere der jeweils zwei durch die poröse Wabenwand getrennten Strömungskanäle eingangsseitig des Dieselrußpartikelfilters offen und ausgangsseitig des Dieselrußpartikelfilters mittels einer ausgangsseitigen Abschlußwand geschlossen ist. Hierdurch wird sichergestellt, dass der Abgasstrom bei seinem Durchtritt durch den Dieselrußpartikelfilter durch die porösen Wabenwände der Wabenstruktur hindurchströmen muß, wobei in den porösen Wabenwänden im Abgasstrom vorhandene Dieselrußpartikel aufgenommen werden.The diesel particulate filter according to an advantageous embodiment of the exhaust gas treatment plant according to the invention has a honeycomb structure consisting of a ceramic material, advantageously of silicon carbide, wherein this honeycomb structure is formed of porous honeycomb walls, between which flow channels are formed; one of each two by a porous honeycomb wall flow channels is closed on the input side of the diesel particulate filter by means of an input side end wall and the output side of the diesel particulate filter open, whereas the other of the two separate through the porous honeycomb wall flow channels on the inlet side of the diesel particulate filter open and output side of the diesel particulate filter by means of an output side end wall closed is. This ensures that the exhaust gas flow must pass through the porous honeycomb walls of the honeycomb structure as it passes through the diesel particulate filter, wherein existing in the porous honeycomb walls in the exhaust gas flow existing diesel soot.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.In the following the invention will be explained in more detail with reference to an embodiment with reference to the drawing.

Es zeigen:Show it:

1 eine Prinzipdarstellung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Abgasbehandlungsanlage von Dieselmotoren; 1 a schematic diagram of an embodiment of an exhaust gas treatment system according to the invention of diesel engines;

2 eine perspektivische Ansicht zur Darstellung des Funktionsprinzips eines Dieseloxidationskatalysators (DOC) der in 1 gezeigten erfindungsgemäßen Abgasbehandlungsanlage; und 2 a perspective view illustrating the operating principle of a diesel oxidation catalyst (DOC) of in 1 shown exhaust gas treatment plant according to the invention; and

3 eine perspektivische Ansicht zur Darstellung des Funktionsprinzips eines Dieselrußpartikelfilters (DPF) der in 1 gezeigten erfindungsgemäßen Abgasbehandlungsanlage. 3 a perspective view illustrating the principle of operation of a diesel particulate filter (DPF) of in 1 shown exhaust gas treatment plant according to the invention.

Eine in 1 in einer prinzipiellen Übersichtsdarstellung gezeigte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Abgasbehandlungsanlage 1 eines im übrigen nicht dargestellten Dieselmotors ist im Abgasstrang des Dieselmotors angeordnet. Zu der erfindungsgemäßen Abgasbehandlungsanlage 1 gehören ein Dieseloxidationskatalysator (DOC) 2 und ein Dieselrusspartikelfilter (DPF) 3.An in 1 Embodiment of an exhaust gas treatment plant according to the invention shown in a schematic overview 1 an otherwise not shown diesel engine is arranged in the exhaust line of the diesel engine. To the exhaust gas treatment plant according to the invention 1 include a diesel oxidation catalyst (DOC) 2 and a Diesel Particulate Filter (DPF) 3 ,

In Bezug auf einen den Abgasstrang des Dieselmotors durchströmenden Abgasstrom 4, der durch entsprechend bezeichnete Pfeile in 1 dargestellt ist, ist der Dieseloxidationskatalysator 2 stromauf des Dieselrußpartikelfilters 3 in der Abgasbehandlungsanlage 1 angeordnet.With respect to an exhaust gas stream flowing through the exhaust line of the diesel engine 4 indicated by correspondingly indicated arrows in 1 is the diesel oxidation catalyst 2 upstream of the diesel particulate filter 3 in the exhaust treatment plant 1 arranged.

Der Dieseloxidationskatalysator 2, dessen Funktionsprinzip am besten aus 2 hervorgeht, wird eingesetzt, um im Abgasstrom 4 enthaltene Kohlenwasserstoffe (HC) und Kohlenmonoxid (CO) abzubauen und dadurch deren Konzentration im Abgasstrom 4 zu reduzieren. Hierzu weist der Dieseloxidationskatalysator 2 eine Wabenstruktur 5 auf, in der Strömungskanäle 6 ausgebildet sind, durch die hindurch der in 2 durch Pfeile 7 dargestellte Abgasstrom 4 von der Eingangsseite des Dieseloxidationskatalysators 2 zur Ausgangsseite desselben strömt.The diesel oxidation catalyst 2 , whose operating principle is best 2 indicates is used to in the exhaust stream 4 contained hydrocarbons (HC) and carbon monoxide (CO) degrade and thereby their concentration in the exhaust stream 4 to reduce. For this purpose, the diesel oxidation catalyst 2 a honeycomb structure 5 on, in the flow channels 6 are formed through which the in 2 through arrows 7 illustrated exhaust stream 4 from the input side of the diesel oxidation catalyst 2 to the output side of the same flows.

Die Wabenstruktur 5 ist aus einem keramischen Werkstoff ausgebildet, wobei die Oberflächen der Wabenstruktur 5 mit Platin beschichtet sind. Die im Abgasstrom 4 enthaltenen vorgenannten Schadgase gelangen durch Diffusion an diese mit Platin beschichteten Oberflächen der Wabenstruktur 5 und reagieren dort zu Wasserdampf (H2O) und Kohlendioxid (CO2).The honeycomb structure 5 is formed of a ceramic material, wherein the surfaces of the honeycomb structure 5 coated with platinum. The in the exhaust stream 4 contained aforementioned noxious gases pass through diffusion to these platinum coated surfaces of the honeycomb structure 5 and react there to water vapor (H 2 O) and carbon dioxide (CO 2 ).

Außer zur Verminderung der vorstehend erwähnten Kohlenstoffmonoxid- und Kohlenwasserstoff-Emissionen wird der Dieseloxidationskatalysator 2 auch dazu eingesetzt, im dem Dieseloxidationskatalysator 2 nachfolgenden Dieselrußpartikelfilter 3 den zur Aufrechterhaltung der Filterfunktion von Zeit zu Zeit erforderlichen Rußabbrand aktiv einzuleiten.Other than to reduce the above-mentioned carbon monoxide and hydrocarbon emissions, the diesel oxidation catalyst becomes 2 also used in the diesel oxidation catalyst 2 subsequent diesel particulate filter 3 actively initiate the soot burnup required to maintain the filter function from time to time.

Um im aus dem Dieseloxidationskatalysator 2 austretenden Abgasstrom 4 eine deutliche Temperaturerhöhung herbeizuführen, ist neben einer hohen Konzentration unverbrannter Kohlenwasserstoffe (HC) und Kohlenmonoxid (CO) ein hinreichender Restsauerstoffgehalt notwendig. Insbesondere die Kohlenwasserstoff-Konzentration lässt sich durch eine Einbringung von Dieselkraftstoff in den Abgasstrom 4 erhöhen, wobei eine hierfür vorgesehene Dosiervorrichtung 8 im Abgasstrom 4 stromauf des Dieseloxidationskatalysators 2 angeordnet ist.In order from the diesel oxidation catalyst 2 exiting exhaust gas flow 4 To bring about a significant increase in temperature, in addition to a high concentration of unburned hydrocarbons (HC) and carbon monoxide (CO), a sufficient residual oxygen content is necessary. In particular, the hydrocarbon concentration can be achieved by introducing diesel fuel into the exhaust gas stream 4 increase, with a dedicated metering device 8th in the exhaust stream 4 upstream of the diesel oxidation catalyst 2 is arranged.

Der Dieseloxidationskatalysator 2 dient darüber hinaus dazu, dass bei der motorischen Verbrennung des Dieselkraftstoffs im Dieselmotor gebildete Stickoxid (NO; ca. 90% der emittierten NOx) zu Stickstoffdioxid (NO2) aufzuoxidieren. Das Stickstoffdioxid dient dann im Dieselrußpartikelfilter 3 als Oxidationsmittel für den Abbrand der darin gespeicherten Rußpartikel, d. h., für die sog. „passive” Regeneration.The diesel oxidation catalyst 2 Moreover, it serves to oxidize the nitrogen oxide (NO, about 90% of the emitted NO x ) formed in the diesel engine during combustion of the engine to nitrogen dioxide (NO 2 ). The nitrogen dioxide then serves in the diesel particulate filter 3 as an oxidizing agent for the combustion of the soot particles stored therein, ie, for the so-called "passive" regeneration.

Der Dieselrußpartikelfilter 3 der Abgasbehandlungsanlage 1, dessen Funktionsprinzip am besten aus 3 hervorgeht, hat ebenfalls eine Wabenstruktur 9 aus einem keramischen Werkstoff. Als keramischer Werkstoff kommt hier insbesondere Siliciumkarbid (SiC) in Frage. Die Wabenstruktur 9 setzt sich aus Wabenwänden 10 zusammen, die porös ausgebildet sind. In der Wabenstruktur 9 sind Strömungskanäle 11, 12 ausgebildet. Die Strömungskanäle 11 sind an der Eingangsseite des Dieselrußpartikelfilters 3 geöffnet und an der Ausgangsseite des Dieselrußpartikelfilters 3 mittels ausgangsseitiger Abschlußwände 13 geschlossen. Die Strömungskanäle 12 sind an der Ausgangsseite des Dieselrußpartikelfilters 3 offen und an der Eingangsseite des Dieselrußpartikelfilters 3 mittels eingangsseitiger Abschlußwände 14 geschlossen.The diesel particulate filter 3 the exhaust treatment plant 1 , whose operating principle is best 3 also has a honeycomb structure 9 made of a ceramic material. As a ceramic material here in particular silicon carbide (SiC) comes into question. The honeycomb structure 9 is made up of honeycomb walls 10 together, which are formed porous. In the honeycomb structure 9 are flow channels 11 . 12 educated. The flow channels 11 are at the input side of the diesel particulate filter 3 opened and on the output side of the diesel particulate filter 3 by means of exit-side end walls 13 closed. The flow channels 12 are on the output side of the diesel particulate filter 3 open and at the inlet side of the diesel particulate filter 3 by means of input-side end walls 14 closed.

Die Anordnung der Strömungskanäle 11 mit ausgangsseitiger Abschlußwand 13 und der Strömungskanäle 12 mit eingangsseitiger Abschlußwand 14 ist so gewählt, dass jeder Strömungskanal 11 durch die ihn bildenden porösen Wabenwände 10 von vier ihn umgebenden Strömungskanälen 12 getrennt ist und umgekehrt.The arrangement of the flow channels 11 with exit side end wall 13 and the flow channels 12 with input side end wall 14 is chosen so that each flow channel 11 through the porous honeycomb walls forming it 10 of four surrounding flow channels 12 is disconnected and vice versa.

Aufgrund dieser Anordnung der Strömungskanäle 11 mit ausgangsseitiger Abschlußwand 13 und der Strömungskanäle 12 mit eingangsseitiger Abschlußwand 14 wird gewährleistet, dass der Abgasstrom, der eingangsseitig, wie durch den Pfeil 15 angezeigt, in einen Strömungskanal 11 mit ausgangsseitiger Abschlußwand 13 in den Dieselrußpartikelfilter 3 eintritt, durch die porösen Wabenwände 10 hindurchströmen muss, wie dies durch die Pfeile 16 dargestellt ist, um dann durch die Strömungskanäle 12 mit eingangsseitigen Abschlußwänden 14 den Dieselrußpartikelfilter 3 an dessen Ausgangsseite zu verlassen, wie dies in 3 durch die Pfeile 17 dargestellt ist.Due to this arrangement of the flow channels 11 with exit side end wall 13 and the flow channels 12 with input side end wall 14 ensures that the exhaust gas flow, the input side, as indicated by the arrow 15 displayed in a flow channel 11 with exit side end wall 13 into the diesel particulate filter 3 enters, through the porous honeycomb walls 10 must flow through, as indicated by the arrows 16 is shown, then through the flow channels 12 with input-side end walls 14 the diesel particulate filter 3 leave at its exit side, as in 3 through the arrows 17 is shown.

Wenn der Abgasstrom 4, wie durch die Pfeile 16 dargestellt, durch die porösen Wabenwände 10 hindurchtritt, werden Rußpartikel aller Größen zu mehr als 99% herausgefiltert. Um den infolgedessen im Dieselrußpartikelfilter 3 abgelagerten Ruß abzuverbrennen, ist die Wabenstruktur 9 des Dieselrußpartikelfilters 3 katalytisch beschichtet.When the exhaust gas flow 4 as by the arrows 16 represented by the porous honeycomb walls 10 passes, soot particles of all sizes are filtered out to more than 99%. As a result, in diesel soot particulate filter 3 Burn off deposited soot is the honeycomb structure 9 diesel particulate filter 3 catalytically coated.

Die Reaktion zwischen dem in Form von Partikeln im Dieselrußpartikelfilter 3 abgelagerten Ruß einerseits und dem im Abgasstrom 4 stromab des Dieseloxidationskatalysators 2 vorhandenen Stickstoffdioxids (NO2) tritt schon bei vergleichsweise niedrigen Temperaturen, d. h. ab einer Temperatur von ca. 280 Grad C – gemessen stromauf des Dieseloxidationskatalysators 2 –, ein. Aufgrund der chemischen Reaktion zwischen der katalytischen Beschichtung der Wabenstruktur 9 des Dieselrußpartikelfilters 3 einerseits und dem Abgasstrom 4 andererseits wird das im Dieseloxidationskatalysator 2 der Abgasbehandlungsanlage 1 erzeugte Stickstoffdioxid (NO2) wieder herabgesetzt.The reaction between the in the form of particles in the diesel particulate filter 3 deposited soot on the one hand and in the exhaust stream 4 downstream of the diesel oxidation catalyst 2 Existing nitrogen dioxide (NO 2 ) occurs even at comparatively low temperatures, ie from a temperature of about 280 degrees C - measured upstream of the diesel oxidation catalyst 2 -, one. Due to the chemical reaction between the catalytic coating of the honeycomb structure 9 diesel particulate filter 3 on the one hand and the exhaust gas flow 4 on the other hand, in the diesel oxidation catalyst 2 the exhaust treatment plant 1 produced nitrogen dioxide (NO 2 ) again lowered.

Im Dieselrußpartikelfilter 3 reagieren bei der Abverbrennung des Russes Kohlenstoff (C) und Kohlenwasserstoffe (HC), die giftig sein können, mit Sauerstoff (O2) zu Kohlenstoffdioxid (CO2), das ungiftig ist, und Wasser (H2O).In diesel soot particulate filter 3 When burning off the soot, carbon (C) and hydrocarbons (HC), which may be toxic, react with oxygen (O 2 ) to carbon dioxide (CO 2 ), which is non-toxic, and water (H 2 O).

Die Dosiervorrichtung 8, die stromauf des Dieseloxidationskatalysators 2 im Abgasstrom 4 angeordnet ist, dient dazu, Dieselkraftstoff in den Abgasstrom 4 einzuleiten bzw. einzuspritzen. Der Betrieb der Dosiervorrichtung 8, die beispielsweise als Einspritzdüse mit Kapillarröhrchen ausgebildet sein kann, wird durch ein Steuergerät 18 gesteuert bzw. geregelt, welches einerseits an die Dosiervorrichtung 8 und andererseits an Sensoren 19, 20 angeschlossen ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Sensoren 19, 20 stromauf des Dieseloxidationskatalysators 2 vorgesehen.The dosing device 8th upstream of the diesel oxidation catalyst 2 in the exhaust stream 4 is arranged, serves diesel fuel in the exhaust stream 4 to initiate or inject. Operation of the dosing device 8th , which may be formed, for example, as an injection nozzle with capillary tube is controlled by a control unit 18 controlled or regulated, which on the one hand to the metering device 8th and on the other hand to sensors 19 . 20 connected. In the illustrated embodiment, the sensors 19 . 20 upstream of the diesel oxidation catalyst 2 intended.

Das Steuergerät 18 bildet mit den Sensoren 19, 20 eine elektronische Kontrollvorrichtung zur rechtzeitigen Einleitung einer Abverbrennung im Dieselrußpartikelfilter 3 und zur Steuerung bzw. Regelung dieses Abverbrennungsvorgangs. Die dem Dieseloxidationskatalysator 2 zugeordneten Sensoren 19, 20 sind als Druck- und Temperatursensoren ausgebildet.The control unit 18 forms with the sensors 19 . 20 an electronic control device for the timely initiation of a burn-off in the diesel particulate filter 3 and for controlling this Abverbrennungsvorgangs. The diesel oxidation catalyst 2 associated sensors 19 . 20 are designed as pressure and temperature sensors.

Wenn am Steuergerät 18 erfasst wird, dass der Staudruck stromauf des Dieseloxidationskatalysators 2 eine vorgegebene Druckschwelle überschreitet und die Temperatur oberhalb einer vorgegebenen Mindesttemperatur liegt, wird mittels des Steuergeräts 18 der Betrieb der Dosiervorrichtung 8 eingeleitet, um Dieselkraftstoff in den Abgasstrom 4 einzuspritzen. Dieser Dieselkraftstoff wird durch die Einspritzdüse und das Kapillarröhrchen der Dosiervorrichtung 8 stromauf des Dieseloxidationskatalysators 2 in den Abgasstrom 4 eingeleitet bzw. eingespritzt. Über eine Dosierzeit wird festgelegt, wie lange die Dieselkraftstoffzufuhr pro Einspritzvorgang eingeschaltet ist. Der Dosiertakt ist die Frequenz der Einspritzdüse der Dosiervorrichtung 8. Hiermit wird die Dieselkraftstoffmenge für die Dosierzeit festgelegt.When at the control unit 18 it is detected that the back pressure upstream of the diesel oxidation catalyst 2 exceeds a predetermined pressure threshold and the temperature is above a predetermined minimum temperature, by means of the control unit 18 the operation of the dosing device 8th introduced to diesel fuel in the exhaust stream 4 inject. This diesel fuel passes through the injector and the capillary tube of the dosing device 8th upstream of the diesel oxidation catalyst 2 in the exhaust stream 4 introduced or injected. A dosing time determines how long the diesel fuel supply per injection process is switched on. The metering rate is the frequency of the injection nozzle of the metering device 8th , This sets the amount of diesel fuel for the dosing time.

Claims (12)

Abgasbehandlungsanlage von Dieselmotoren, mit einem Dieseloxidationskatalysator (2), mittels dem der Gehalt des Abgasstroms (4) des Dieselmotors an Kohlenwasserstoffen und an Kohlenmonoxid reduzierbar ist, und einem Dieselrußpartikelfilter (3), der stromab des Dieseloxidationskatalysators (2) in der Abgasbehandlungsanlage (1) angeordnet ist, mittels dem Dieselrußpartikel aus dem Abgasstrom (4) des Dieselmotors herausfilterbar sind, und der katalytisch beschichtet ist, so dass in ihm abgelagerte Dieselrußpartikel abverbrennbar sind, gekennzeichnet durch eine Dosiervorrichtung (8), die stromauf des Dieseloxidationskatalysators (2) in der Abgasbehandlungsanlage (1) angeordnet ist und mittels der Dieselkraftstoff in den Abgasstrom (4) eindosierbar ist.Exhaust treatment plant of diesel engines, with a diesel oxidation catalyst ( 2 ), by means of which the content of the exhaust gas stream ( 4 ) of the diesel engine to hydrocarbons and carbon monoxide is reducible, and a diesel particulate filter ( 3 ) downstream of the diesel oxidation catalyst ( 2 ) in the Exhaust treatment plant ( 1 ) is arranged, by means of the diesel soot particles from the exhaust gas stream ( 4 ) are filtered out of the diesel engine, and which is catalytically coated, so that deposited in it diesel soot particles are burned off, characterized by a metering device ( 8th ) upstream of the diesel oxidation catalyst ( 2 ) in the exhaust treatment plant ( 1 ) is arranged and by means of the diesel fuel in the exhaust stream ( 4 ) is metered. Abgasbehandlungsanlage von Dieselmotoren nach Anspruch 1, deren Dosiervorrichtung (8) als Dosierventil mit Einspritzdüse und Kapillarröhrchen ausgebildet ist, durch die hindurch Dieselkraftstoff in den Abgasstrom (4) einspritzbar ist.Exhaust treatment plant of diesel engines according to claim 1, the metering device ( 8th ) is designed as a metering valve with injection nozzle and capillary tube through which diesel fuel into the exhaust gas flow ( 4 ) is injectable. Abgasbehandlungsanlage von Dieselmotoren nach Anspruch 1 oder 2, mit einem Steuergerät (18), das einerseits an dem Dieseloxidationskatalysator (2) zugeordnete Sensoren (19, 20) und andererseits an die Dosiervorrichtung (8) angeschlossen ist, in dem von den Sensoren (19, 20) erfasste Parametersignale verarbeitbar sind und mittels dem die Dosiervorrichtung (8) in Abhängigkeit von den verarbeiteten Parametersignalen regelbar ist.Exhaust gas treatment plant of diesel engines according to claim 1 or 2, with a control device ( 18 ), on the one hand on the diesel oxidation catalyst ( 2 ) associated sensors ( 19 . 20 ) and on the other hand to the metering device ( 8th ) is connected in which of the sensors ( 19 . 20 ) are processed and by means of which the metering device ( 8th ) is controllable in dependence on the processed parameter signals. Abgasbehandlungsanlage von Dieselmotoren nach Anspruch 3, bei der die dem Dieseloxidationskatalysator (2) zugeordneten Sensoren (19, 20) als Druck- und Temperatursensoren ausgebildet sind.The exhaust gas treatment system of diesel engines according to claim 3, wherein the diesel oxidation catalyst ( 2 ) associated sensors ( 19 . 20 ) are designed as pressure and temperature sensors. Abgasbehandlungsanlage von Dieselmotoren nach Anspruch 4, bei der im Steuergerät (18) für den am Dieseloxidationskatalysator (2) erfassten Druck und/oder für die am Dieseloxidationskatalysator (2) erfasste Temperatur eine Druckschwelle bzw. eine Mindesttemperatur vorgebbar ist, bei deren Überschreiten die Dosiervorrichtung (8) in Betrieb setzbar ist.Exhaust gas treatment plant of diesel engines according to claim 4, wherein in the control unit ( 18 ) for the diesel oxidation catalyst ( 2 ) and / or for the diesel oxidation catalyst ( 2 ) detected temperature is a pressure threshold or a minimum temperature can be predetermined, when exceeded the metering device ( 8th ) is put into operation. Abgasbehandlungsanlage von Dieselmotoren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, bei der mittels des Steuergeräts (18) eine Dosierzeit einstellbar ist, mittels der die Dieselkraftstoffzufuhr je Einspritzvorgang festlegbar ist.Exhaust gas treatment plant of diesel engines according to one of claims 3 to 5, in which by means of the control device ( 18 ) A dosing time is adjustable by means of the diesel fuel supply per injection process can be determined. Abgasbehandlungsanlage von Dieselmotoren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der der Dieseloxidationskatalysator (2) eine aus einem keramischen Werkstoff bestehende Wabenstruktur (5) aufweist, in der vom Abgasstrom (4, 7) durchströmbare Strömungskanäle (6) ausgebildet sind.A diesel engine exhaust treatment system according to any one of claims 1 to 6, wherein the diesel oxidation catalyst ( 2 ) a honeycomb structure consisting of a ceramic material ( 5 ), in which the exhaust gas flow ( 4 . 7 ) flow through flow channels ( 6 ) are formed. Abgasbehandlungsanlage von Dieselmotoren nach Anspruch 7, bei der die aus einem keramischen Werkstoff bestehende Wabenstruktur (5) des Dieseloxidationskatalysators (2) an ihren Oberflächen mit Platin beschichtet ist.Exhaust gas treatment plant of diesel engines according to claim 7, wherein the honeycomb structure consisting of a ceramic material ( 5 ) of the diesel oxidation catalyst ( 2 ) is coated on its surfaces with platinum. Abgasbehandlungsanlage von Dieselmotoren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei der der Dieselrußpartikelfilter (3) eine aus einem keramischen Werkstoff bestehende Wabenstruktur (5) mit porösen Wabenwänden (10) aufweist, zwischen denen Strömungskanäle (11, 12) ausgebildet sind, wobei der eine (12) von jeweils zwei durch eine poröse Wabenwand (10) getrennten Strömungskanälen (11, 12) eingangsseitig des Dieselrußpartikelfilters (3) mittels einer eingangsseitigen Abschlußwand (14) geschlossen und ausgangsseitig des Dieselrußpartikelfilters (3) offen ist und der andere (11) der jeweils zwei durch die poröse Wabenwand (10) getrennten Strömungskanäle (11, 12) eingangsseitig des Dieselrußpartikelfilters (3) offen und ausgangsseitig des Dieselrußpartikelfilters (3) mittels einer ausgangsseitigen Abschlußwand (13) geschlossen ist.Diesel engine exhaust treatment system according to one of claims 1 to 8, in which the diesel soot particulate filter ( 3 ) a honeycomb structure consisting of a ceramic material ( 5 ) with porous honeycomb walls ( 10 ), between which flow channels ( 11 . 12 ), the one ( 12 ) of two each through a porous honeycomb wall ( 10 ) separate flow channels ( 11 . 12 ) on the input side of the diesel particulate filter ( 3 ) by means of an input-side end wall ( 14 ) closed and on the output side of the diesel particulate filter ( 3 ) is open and the other ( 11 ) of the two each through the porous honeycomb wall ( 10 ) separate flow channels ( 11 . 12 ) on the input side of the diesel particulate filter ( 3 ) open and output side of the diesel particulate filter ( 3 ) by means of an exit-side end wall ( 13 ) closed is. Abgasbehandlungsanlage von Dieselmotoren nach Anspruch 9, bei der die Wabenstruktur (9) des Dieselrußpartikelfilters (3) aus Siliciumcarbid ausgebildet ist.Exhaust gas treatment plant of diesel engines according to claim 9, wherein the honeycomb structure ( 9 ) of the diesel particulate filter ( 3 ) is formed of silicon carbide. Abgasbehandlungsanlage von Dieselmotoren nach einem der Ansprüche 6 bis 10, bei der mittels des Steuergeräts (18) mittels eines Dosiertakts eine Einspritzfrequenz der Einspritzdüse der Dosiervorrichtung (8) vorgebbar ist.Exhaust gas treatment plant of diesel engines according to one of claims 6 to 10, in which by means of the control device ( 18 ) by means of a metering clock an injection frequency of the injection nozzle of the metering device ( 8th ) can be specified. Abgasbehandlungsanlage von Dieselmotoren nach einem der Ansprüche 2 bis 11, bei der die Dosiervorrichtung (8) über einen Leitungszweig an die Kraftstoffrücklaufleitung zum Tank angeschlossen ist, wobei eine stromab des Leitungsabzweigs zur Dosiervorrichtung (8) angeordnete Drossel den notwendigen Druck von ca. 1 bar zur Versorgung der Einspritzdüse der Dosiervorrichtung (8) aufbaut.Exhaust gas treatment plant of diesel engines according to one of claims 2 to 11, wherein the metering device ( 8th ) is connected via a branch line to the fuel return line to the tank, wherein a downstream of the line branch to the metering device ( 8th ) arranged throttle the necessary pressure of about 1 bar to supply the injection nozzle of the metering device ( 8th ).
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109012178A (en) * 2018-09-14 2018-12-18 耿守祯 A kind of diesel engine vent gas filtering purification method

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