DE3514151C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur kontinu­ ierlichen Reinigung von Teilchenfiltern für Gase, insbesondere zum Verbrennen von Rußteilchen aus den Abgasen und auf den Ab­ gasfiltern von Dieselmotoren.

Im Zuge der immer schärfer werdenden Umweltvorschriften ist es notwendig, auch die zeitweise für ungefährlich gehaltenen Ab­ gase von Dieselmotoren zu reinigen und insbesondere die darin enthaltenen Rußpartikel zurückzuhalten, die durch unvollständi­ ge Verbrennung zwangsläufig entstehen. Dabei sind diese Ruß­ partikel nicht nur per se ein die Umwelt stark belastender Faktor, sondern es kommt noch hinzu, daß sich an ihnen weitere teilweise weit schädlichere Substanzen durch Adsorption an­ lagern und dann statt sich völlig in der Atmosphäre in unge­ fährlichen Dosen zu verteilen, in erheblichen Konzentrationen in Bodennähe verbleiben. Üblicherweise werden als Filter für die Abgase von Dieselmotoren wabenartig strukturierte Keramik­ filter verwendet, deren mit einer Vielzahl von durchgehenden Bohrungen versehene Oberfläche zusätzlich noch katalytisch beschichtet ist, um ein Verbrennen der sich absetzenden Ruß­ partikel bereits bei niedrigeren Temperaturen als den gewöhn­ lichen Entzündungstemperaturen von Ruß zu erreichen.

Dabei hat es sich allerdings gezeigt, daß ohne zusätzliche Maß­ nahmen zur Reinigung der Filter diese sich im Betrieb unwei­ gerlich zusetzen. Insbesondere ungünstig ist dabei, daß dieses Zusetzen der Filter durch Rußpartikel besonders stark beim Kaltstart zu befürchten ist, da zum einen hierbei besonders viele nicht verbrannte Partikel auftreten und zum anderen der Filter noch nicht genügend erwärmt ist, um eine kata­ lytische Verbrennung der abgeschiedenen Partikel und damit ein kontinuierliches Selbstreinigen der Oberfläche des Filters zu gewährleisten.

Um diese Schwierigkeiten zu vermeiden, ist bereits vorgeschla­ gen worden, vor dem Filter in einer Verzweigungsleitung einen selbständigen Brenner vorzusehen, der durch Fühler gesteuert wird, die den Druckstau vor dem Filter bzw. den Druckabfall über den Filter messen, um festzustellen, wann dieser sich mit den Rußpartikeln zugesetzt hat und wieder gereinigt werden muß. In diesem Fall wird dann der Brenner angeworfen, um das Abbrennen der Partikel zu erreichen (europäische Patentan­ meldung 0 117 534). In ähnlicher Weise ist auch in der euro­ päischen Patentanmeldung 0 114 696 vorgeschlagen, durch Ver­ wendung eines allseits durchlässig porösen Filterkörpers die Möglichkeit zu schaffen, quer zum Abgasstrom einen Heizgas­ strom oder Brennstoff zuzuführen. Beide Anordnungen zur Filter­ reinigung sind jedoch außerordentlich aufwendig und störanfäl­ lig und vergrößern nur noch die Gefahr, die normale Funktions­ weise des Keramikfilters zu zerstören oder ihn gar körperlich zu zerbrechen. In der britischen Patentanmeldung 20 97 283 ist schließlich zur Vermeidung dieser Schwierigkeiten vorgeschla­ gen worden, zwei Filter vorzusehen, die einmal in der Abgaslei­ tung und einmal in der Luftzuführleitung des Motors liegen. Durch wechselweises Umschalten dieser Filter soll erreicht werden, daß der mit Partikeln stark zugesetzte Filter in der Abgasleitung anschließend in der Eingangsleitung liegt und dabei durch die umgekehrte Luftbeaufschlagung die Teilchen herausgeblasen und im Motor wieder nachverbrannt werden. Abge­ sehen von dem erheblichen Aufwand einer derartigen Anordnung mit zwei vollständigen Filteranordnungen ist der Nutzeffekt für die Praxis außerordentlich beschränkt, da gerade die Ruß­ teilchen derart stark an der Oberfläche des Filters haften, daß sie durch einfaches Gegendurchströmen von Luft nicht aus dem Filter herausgeblasen werden können.

In der europäischen Patentanmeldung 0 115 722 ist auch bereits ein einfacher, jedoch für den angestrebten Zweck einer geringeren Umweltbelastung völlig unbefriedigender Vorschlag gemacht worden, indem nämlich dafür gesorgt wird, daß bei einem Zusetzen des Filters der Abgasstrom einfach über eine By-Pass-Leitung unge­ reinigt ins Freie abgeleitet wird.

Schließlich wurde in der DE-OS 26 15 456 auch bereits ein Vor­ schlag gemacht, mit dem das Problem des Zusetzens von Teilchen­ filtern indirekt verbessert werden kann, indem nämlich durch Zugabe eines Oxydationsmittels aus einer im Kofferraum unter­ gebrachten Vorratsflasche eine Nachverbrennung unmittelbar im Austrittsbereich der Abgasrohre aus dem Motorblock stattfinden soll. Dadurch soll erreicht werden, daß bereits vor dem Schall­ dämpfer, d. h. also auch vor dem Teilchenfilter, die Nachver­ brennung abgeschlossen ist. Dabei geht es bei diesem Vorschlag jedoch primär um eine Reduzierung des NO _x - und CO-Anteils, während über die Verbrennung von Rußteilchen überhaupt nichts ausgesagt ist. Selbst wenn diese günstiger verbrennen würden und auch eine gewisse erhöhte Verbrennung der sich auf dem Teilchenfilter absetzenden Partikel durch das zugeführte Oxy­ dationsmittel erreicht werden könnte, so ergibt sich insgesamt jedoch der Nachteil, daß eine nichtregenerative Sauerstoffquelle, nämlich eine Vorratsflasche des Oxydationsmittels benötigt wird. Diese teure aufwendige Nachverbrennung hätte dann zusätzlich auch noch den Nachteil, daß - jedenfalls gilt dies für einige der vorgeschlagenen Oxydationsmittel - zwar die genannten Schadstoffe NO _x und CO reduziert werden können, aber auf der anderen Seite neue Schadstoffe produziert werden, die günstiger­ weise ebenfalls gar nicht in die Umgebung abgegeben werden sollten.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Reinigung von Teilchenfiltern für Gase, ins­ besondere zum Verbrennen von Partikeln aus den Abgasen und auf den Abgasfiltern von Dieselmotoren zu schaffen, die bei ein­ fachem, robustem, funktionssicherem Aufbau ein Verbrennen der Partikel bereits bei wesentlich geringeren Umgebungstemperaturen er­ möglicht, so daß gerade die Gefahr des Zusetzens von Teilchen­ filtern beim Kaltstart vermieden werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine derartige Vorrichtung er­ findungsgemäß gekennzeichnet durch einen luftdurchströmten Sauer­ stoffgenerator zur Erzeugung eines mit Sauerstoff angereicherten Luftgemisches, vorzugsweise eines reinen Sauerstoffstroms, der über eine belastungsabhängig gesteuerte Zufuhreinrichtung stromaufwärts vom Teilchenfilter in den Abgasstrom eingespeist wird.

Die Erfindung geht dabei von der Erkenntnis aus, daß die sehr lastabhängige Rate des Auftretens der Partikel ungünstig einhergeht mit einem besonders geringen Sauerstoffgehalt der Abgase, so daß mit stärker anfallender Partikel-Rate zusätz­ lich auch über die geringere Sauerstoffkonzentration die Zündtemperatur, d. h. die Starttemperatur zum Ingangsetzen der Verbrennung der Partikel, ansteigt. Umfangreiche Unter­ suchungen zu diesem Zusammenhang zwischen der Sauerstoffkonzen­ tration und der Zündtemperatur sind beispielsweise in der SAE Technical Paper Series beschrieben worden, z. B. in der Nr. 820 184 Seite 35 ff., SAE Paper Nr. 830 080 Seite 23 ff., SAE Paper Nr. 830 081 Seite 37 ff. oder SAE Paper 840 170 Seite 82. Durch das Zuführen von Sauerstoff in den Abgasstrom läßt sich die Zündtemperatur erheblich heruntersetzen, so daß be­ reits ganz kurz nach dem Start eine ausreichende Erwärmung vor­ liegt, um die Rußpartikel zu verbrennen, so daß ein Zusetzen des Filters gar nicht erst zu befürchten ist.

Um eine sinnfällige Realisierung einer solchen Vorrichtung zu erreichen ist es notwendig, einen einfachen regenerativen Sauer­ stoffgenerator zu schaffen, der aus der Umgebungsluft in ein­ facher Weise den notwendigen reinen Sauerstoff erzeugt, um durch dosierte Zuführung von reinem Sauerstoff oder zumindest von stark mit Sauerstoff angereicherter Luft optimale Verbrennungsbedingun­ gen für die Partikel im Abgasstrom herstellen zu können.

Zu diesem Zweck ist in Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, daß der Sauerstoffgenerator wenigstens zwei parallel zueinander geschaltete, mit sauerstoffadsorbierenden oder -chemisorbierenden Materialien - wobei die reversible Sauerstoffanlagerung ein exo- oder endothermaler Prozeß ist - gefüllte und mit Kühl- und/oder Heizeinrichtungen versehene Adsorberkammern aufweist, die unter gleichzeitiger gesteuerter Aktivierung der Kühl- und/oder Heiz­ einrichtungen über von der Steuereinrichtung geregelte Ventile wechselweise in einen Ladeluftkreis, bzw. in die Einspeiselei­ tung zum Abgasstrom einschaltbar sind.

Als Füllung für die Adsorberkammern eignen sich beispielsweise metallorganische Verbindungen, beispielsweise Metallchelate, die vorzugsweise granulatförmig in die Kammern eingebracht sein können. Als Metallchelat kommen dabei insbesondere Kobalt- Disalicyl-Ethylen-Diamin oder sein 3-Ethoxy- bzw. 3-Fluor-Deri­ vat in Frage. Insgesamt ist aber in diesem Zusammenhang festzu­ stellen, daß grundsätzlich eine Vielzahl von Substanzen, die eine reversible Anlagerung von Sauerstoff ermöglichen, für einen derartigen erfindungsgemäßen Sauerstoffgenerator für die Filterreinigung in Frage kommen.

Ausgehend von dem vorstehend angesprochenen einfachsten Fall eines Sauerstoffgenerators mit zwei jeweils mit Metallchelat od. dgl. gefüllten Adsorberkammern ist die Funktionsweise sehr einfach zu beschreiben. Zunächst wird entweder über eine Pumpe, oder aber auch selbstansaugend, indem an geeigneter Stelle im Abgasstrom Saugstellen, beispielsweise durch Bildung von Venturi­ düsen od. dgl., geschaffen werden, mit Umgebungsluft durchströmt, wobei sich das Metallchelat mit Sauerstoff auflädt. Stickstoff wird dabei nicht gespeichert und strömt auf der Auslaßseite der Kammer direkt in die Umgebung aus oder aber zunächst über die Saugdüse in die Abgasleitung und dann in die Umgebung. Nach dem Aufladen wird entweder taktmäßig abwechselnd, vorzugsweise aber gesteuert durch eine Steuervorrichtung, die beispielsweise auf die Motorbelastung, den Sauerstoffpartialdruck im Abgas, den Druckabfall über den Teilchenfilter, die Temperatur im Ab­ gas od. dgl. ähnliche Parameter anspricht, der Luftstrom auf die zweite Kammer umgeschaltet, so daß in dieser nun das Metallchelat sich mit Sauerstoff auflädt. Die erste Kammer wird an die Speise­ leitung stromaufwärts des Teilchenfilters angelegt und gleich­ zeitig durch Erwärmung der nur relativ leicht gebundene Sauer­ stoff wieder vom Metallchelat befreit, so daß über ein gesteuertes Ventil eine gewünschte Menge an Sauerstoff in den Abgasstrom ein­ geleitet werden kann. Dieser Sauerstoffgenerator benötigt somit lediglich die Zufuhr von Wärmeenergie, um den am Chelat oder einer ähnlichen Verbindung gebundenen Sauerstoff wieder im Be­ darfsfall freizusetzen, was bei Motorabgasen ja nicht die ge­ ringsten Probleme aufwirft, da ja dort überschüssig viel Energie in Form der heißen Abgase zur Verfügung steht. Hinzu kommt noch, daß man eine Wärmekopplung zwischen den verschiedenen Adsorber­ kammern vorsehen kann, um nämlich die beim Anlagern von Sauer­ stoff an das Metallchelat freiwerdende Wärme in den Heizkreis­ lauf einer anderen Kammer einzuspeisen, die gerade zur Sauer­ stoffabgabe angeregt werden soll, während gleichzeitig durch diese Abfuhr die Ladekammer entsprechend gekühlt wird, was ja für Sauerstoffanlagerung, die bei solchen Metallchelaten ein exo­ thermer Prozeß ist, wichtig ist. In der Praxis wird man neben der Wärmekopplung der einzelnen Adsorberkammern zusätzlich noch eine Wärmezufuhr über die Motorwärme oder die Abgaswärme vorsehen, wobei auf der anderen Seite auch der Kühlkreislauf des Motors, beispielsweise der Kühlwasserkreislauf, durch entsprechende Um­ steuerung jeweils für die Kühlung der gerade zu ladenden Ad­ sorberkammern herangezogen wird.

In gleicher Weise kann beispielsweise die Ladeluft der Adsorber­ kammern auch von einem Turbolader des Motors abgezweigt werden. Man kann auf diese Weise das Vorsehen gesonderter Saugdüsen ein­ sparen.

Die Heiz- bzw. Kühlleitungen können sowohl als Mantel um die Adsorberkammern gelegt sein, als auch die Adsorberkammern, vor­ zugsweise in deren Gasdurchströmrichtung, durchsetzen, um sowohl die Wärmezufuhr als auch die Wärmeabfuhr auch im Inneren des Me­ tallchelats vorzunehmen. Darüber hinaus wäre es gerade bei der Wärmeabfuhr aus dem Inneren auch möglich, die Kühlung bereits vor der Adsorberkammer vorzunehmen, d. h. die durch sie hindurch zu leitende Umgebungsluft vorzukühlen.

Neben der grundsätzlichen Möglichkeit, die verschiedenen Ad­ sorberkammern als getrennte Kammern nebeneinander anzuordnen, haben sich auch integrierte Bauformen als zweckmäßig erwiesen. So können beispielsweise die verschiedenen Adsorberkammern ring­ förmig umeinander angeordnet sein, wobei bereits von vorneherein eine gewisse Wärmekopplung gegeben ist, die jedoch für die Praxis selbstverständlich noch nicht ausreicht, da ja im einzelnen gesteuert werden muß, wann eine beladene Adsorberkammer den Sauerstoff wieder abgeben soll, was eine gezielte Wärmezufuhr in jedem Fall von außen erforderlich macht. Noch stärker wird die thermische Verkopplung zweier Adsorberkammern, wenn man eine Bauform wählt, bei der eine normale Adsorberkammer von einer Viel­ zahl beabstandeter, zueinander parallel geschalteter und gemein­ sam die zweite Adsorberkammer bildenden Rohren durchsetzt ist.

Die erfindungsgemäß gesteuerte Sauerstoffzufuhr unter Verwendung eines Sauerstoffgenerators mit Sauerstoff selektiv aus der Luft adsorbierenden chemischen Verbindungen ist grundsätzlich für die Reinigung von Partikelfiltern aus unterschiedlichen Abgasen ge­ eignet, und nicht etwa nur auf die Verwendung der Reinigung von Dieselmotorfiltern beschränkt. Dabei spielt es auch keine Rolle, in welcher Art die Filter aufgebaut sind. Das heißt, man kann durch die erfindungsgemäße Sauerstoffanreicherung neben kata­ lytisch beschichteten Keramikfiltern auch Mineralwolle- oder Stahl­ wollefilter verwenden, da durch die starke Herabsetzung der Zündtemperatur aufgrund der gesteuerten Zufuhr von Sauer­ stoff selbst ohne katalytisch wirksame Oberflächenbeschichtung ein befriedigendes Abbrennen der Rußpartikel gewährleistet wer­ den kann.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung er­ geben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungs­ beispiels sowie anhand der Zeichnung. Dabei zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Zweikammer-Sauerstoff­ generators in verschiedenen Betriebszyklen, wobei in einem Fall die Art der Einspeisung in eine Abgasleitung mit einem Partikelfilter mit angedeutet ist,

Fig. 2 eine erste Ausführungsform eines integrierten Sauerstoff- Zweikammergenerators, und

Fig. 3 eine zweite Ausführungsform eines integrierten Zweikammer- Sauerstoffgenerators.

In Fig. 1 erkennt man eine erste mit einem Metallchelat od. dgl. gefüllte Adsorberkammer 1 und eine parallel zu ihr geschaltete Adsorberkammer 2, an deren Eingangsleitungen 3 bzw. 4 über ein Ventil 5 ein Umgebungsluftstrom angelegt werden kann. Die Ausgänge 6 bzw. 7 der Adsorberkammern 1 und 2 weisen weitere Ventile 8 und 9 auf, um entweder den Gasstrom nach außen abzuleiten oder aber ihn der Einspeiseleitung 10 zuzuführen, welche stromaufwärts des Partikelfilters 11 in die Abgasleitung 12 beispielsweise eines Dieselmotors einmündet. Bei dem links in Fig. 1 gezeigten Null-Zyklus, der nur beim erstmaligen Inbetriebsetzen des Sauer­ stoffgenerators auftritt, wird zunächst die linke Kammer von Luft durchströmt, wobei diese Luft entweder durch einen Turbo­ lader od. dgl. durchgedrückt wird, oder aber, wie man bei dem danebenstehenden Zyklus II angedeutet erkennen kann, durch die Adsorberkammer 1 gesaugt wird. Der Unterdruck läßt sich dabei beispielsweise durch eine in den Abgasstrom eingebrachte Venturi­ düse od. dgl. erreichen.

Nachdem das Metallchelat sich mit Sauerstoff aufgeladen hat, wobei der Stickstoff - die übrigen Bestandteile der Umgebungsluft sind für die Betrachtung uninteressant und auf sie wird daher im folgenden auch gar nicht eingegangen - unverändert die Kammer durchläuft, werden die Ventile 5, 8 und 9 jeweils umgeschaltet. Der Umgebungsluftstrom aus Stickstoff und Sauerstoff durchströmt somit die Adsorberkammer 2, so daß das Metallchelat oder die entsprechende Adsorberverbindung den Sauerstoff anlagert, während der Stickstoff an die Umgebung abgegeben wird (vgl. den Zyklus I im zweiten Diagramm von links). Der Stickstoff, der vom Metallchelat nicht gebunden wird, wird an die Umgebung abgegeben, wobei in diesem Fall anhand der darüber angedeuteten Abgasleitung zu erkennen ist, wie er durch selbstsaugende Ausbildung des Systems über eine ebenfalls nur angedeutete Venturidüse 13 stromabwärts des Teilchenfilters 11 angesaugt wird. In entsprechender Weise ist auch eine Venturidüse 14 am Ende der Einspeiseleitung 10 in die Abgasleitung 12 strom­ aufwärts des Teilchenfilters 11 vorgesehen, so daß im darge­ stellten Ausführungsbeispiel ohne eine Druckquelle das Durch­ strömen der Adsorberkammern 1 und 2 stattfinden kann. In der im Null-Zyklus mit Sauerstoff beladenen Adsorberkammer 1, die über ihr durchgeschaltetes Ventil 6 beim Zyklus I an die Einspeise­ leitung 10 angelegt ist, wird durch Wärmezufuhr zur Kammer 1 der Sauerstoff wieder vom Metallchelat abgelöst und somit ein reiner Sauerstoffstrom stromaufwärts des Teilchenfilters 11 in die Abgasleitung eingebracht. Bei 15 ist schematisch ein Dosier­ ventil angedeutet, welches in Abhängigkeit von charakteristischen Parametern - ggf. über einen Rechner unter Berücksichtigung sämt­ licher Parameter - die gerade optimale Sauerstoffmenge in den Ab­ gasstrom einbringt. Entscheidende Parameter sind dabei der Druck­ abfall des Abgases über den Filter (dessen Veränderung ja das Maß des Zusetzens der Poren durch Partikel, also Rußteil­ chen, wiedergibt), die Abgastemperatur, der Sauerstoffpartialdruck im Abgas od. dgl.

Beim Zyklus II wird nunmehr die im Zyklus I mit Sauerstoff be­ ladene Adsorberkammer 2 dazu herangezogen, um Sauerstoff (wie­ derum durch gesteuerte Zufuhr von Wärme zur Adsorberkammer 2) in die Speiseleitung 10 einzuspeisen, während die Adsorberkammer 1 die im Zyklus I entleert worden ist, wieder neu geladen wird. Zu diesem Zweck wird die Adsorberkammer 1 gekühlt, um die bei dem exothermen Adsorptionsprozeß anfallende Wärme abzuführen. Ganz rechts in Fig. 1 ist schließlich nochmals der Zyklus I wiedergegeben. Die beiden Zyklen I und II wechseln sich im Be­ trieb fortlaufend ab.

Bei der einfachsten Ausführungsform einer kontinuierlichen Reini­ gungsvorrichtung für den Rußfilter eines Dieselmotors könnte man die Steuerung und das Dosierventil 15 weglassen, und die Zyklen I und II ungesteuert immer wieder abwechselnd ablaufen lassen, wobei lediglich eine Umschaltvorrichtung für die Ventile vorgesehen werden muß, um jeweils nach der Entladung einer Adsorberkammer, und der entsprechenden Beladung der anderen Ad­ sorberkammer, das Umschalten vorzunehmen. Man führt dann ständig Sauerstoff zu, um das Abbrennen der Partikel zu begünstigen, und zwar unabhängig davon, ob der Sauerstoff im jeweiligen Be­ triebszustand notwendig ist oder ob das Abbrennen auch ohne den Sauerstoff stattfinden würde. Schaden richtet er ja auch nicht an, wenn er nicht notwendig wäre. In der Praxis allerdings ist es wesentlich zweckmäßiger, wenn man nicht einen derartigen automatischen Taktbetrieb verwendet, sondern tatsächlich ge­ steuert die jeweils von einem Rechner aufgrund der Betriebsdaten errechnete optimale Sauerstoffmenge in den teilchenbeladenen Abgasstrom einbringt.

Die Fig. 2 zeigt eine erste zweckmäßige Bauform eines Zweikammer- Sauerstoffgenerators, wobei die Kammern 1 und 2 durch zwei kon­ zentrisch einander umgebende zylindrische Behälter gebildet sind. Die Durchmesser der Behälter sind so gewählt, daß die Kreis­ fläche des inneren Behälters der Kreisringfläche des äußeren Be­ hälters entspricht und somit beide - bei gleicher Längserstreckung - auch das gleiche Volumen aufweisen. In Fig. 3 ist eine Variante schematisch angedeutet, bei der die Adsorberkammer 1 von einer Vielzahl von beabstandeten Rohren 2′ durchsetzt wird, deren Ge­ samtquerschnitt der Hälfte des Querschnitts der Adsorberkammer 1 entspricht. Die Rohre sind beidends in nicht dargestellter Weise zusammengeschaltet, so daß sie gemeinsam eine zweite gleichgroße Adsorberkammer bilden, wie der Rest der Kammer 1. Die Heiz- und Kühlleitungen, die sowohl als Mantel um die einzelnen Kammern gelegt sein können oder aber auch entsprechend Fig. 3 diese durchsetzen könnten, sind in den Figuren im einzelnen nicht dargestellt, da der Aufbau solcher Heiz- und Kühlkreisläufe längst bekannt ist und hierfür eine Vielzahl von praktikablen Lösungsmöglichkeiten bereits im Handel befindlich sind. Sie müssen jedoch in jedem Fall vorgesehen sein, da während des Ladevor­ gangs die Wärme abgeführt werden muß, da sonst eine vollständige Beladung des Metallchelats gar nicht möglich wäre und umgekehrt zur gesteuerten Wiederabgabe von reinem Sauerstoff aus der vor­ her beladenen Kammer von außen Wärme zugeführt werden muß.

Claims (15)

1. Vorrichtung zur kontinuierlichen Reinigung von Teilchen­ filtern für Gase, insbesondere zum Verbrennen von Partikeln aus den Abgasen und auf den Abgasfiltern von Dieselmotoren, gekennzeichnet durch einen luftdurchströmten Sauerstoff­ generator zur Erzeugung eines mit Sauerstoff angereicherten Luftgemisches, vorzugsweise eines reinen Sauerstoffstroms, das über eine belastungsabhängig gesteuerte Zuführeinrich­ tung stromaufwärts vom Teilchenfilter in den Abgasstrom eingespeist wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sauerstoffgenerator wenigstens zwei parallel zueinander ge­ schaltete, mit sauerstoffadsorbierenden oder -chemisorbierenden Materialien - wobei die reversible Sauerstoffanlagerung ein exo- oder endothermer Prozeß ist - gefüllte und mit Kühl- und/oder Heizeinrichtungen versehene Adsorberkammern (1, 2) aufweist, die unter gleichzeitiger gesteuerter Aktivierung der Kühl- und/oder Heizeinrichtungen über von der Steuereinrichtung geregelte Ventile (5, 8, 9, 15) wechselweise in einen Ladeluft­ kreis bzw. in die Einspeiseleitung (10) zur Abgasleitung (12) einschaltbar sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Adsorberkammern (1, 2) mit vorzugsweise granulatförmigen metallorganischen Verbindungen gefüllt sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die metallorganische Verbindung ein Metallchelat, insbesonde­ re Kobalt-Disalicyl-Ethylen-Diamin oder sein 3-Ethoxy- bzw. 3-Fluor-Derivat ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2-4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Heiz- und Kühlkreisläufe der verschie­ denen Kammern (1, 2) so miteinander koppelbar sind, daß die bei der exothermen Anlagerung von O₂ entstehende Wärme zur Entladung anderer beladener Adsorberkammern (2, 1) dient.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, gekennzeichnet durch eine Verkopplung der Kühl- und Heizeinrichtungen der Adsorberkammern (1, 2) mit dem Kühlluft- oder Kühlwasserkreis bzw. der heißen Abgasleitung des Motors.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Schaltung der Umschalt- und Dosierventile (5, 8, 9, 15) druckabhängig nach Maßgabe eines stromaufwärts vom Teilchenfilter angeordneten Gasdruckfühlers erfolgt.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Ventil-Steuerschaltung in Abhängigkeit von der Temperatur des Teilchenabscheiders und/oder der Abgas­ temperatur arbeitet.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Ventil-Steuerschaltung in Abhängigkeit vom Ladezustand des Motors arbeitet.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 9, gekennzeichnet durch im Strömungsschatten des Abgasstroms angeordnete Saug­ stellen, insbesondere Venturidüsen od. dgl., um selbstansau­ gend die Ladeluft durch die Adsorberkammern und/oder den Sauer­ stoffstrom aus diesen in die Abgasleitung (12) zu befördern.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Ladeluft der Adsorberkammern (1, 2) von ei­ nem Turbolader des Motors abgezweigt wird.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Heiz- bzw. Kühlleitungen als Mantel um die Adsorberkammern (1, 2) gelegt sind.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Heiz- bzw. Kühlleitungen die Adsorberkammern (1, 2) vorzugsweise in der Gasdurchströmrichtung durchsetzen.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 13, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die verschiedenen Adsorberkammern (1, 2) ringförmig umeinander angeordnet sind.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 13, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine Adsorberkammer (1) von einer Vielzahl beabstandeter und zueinander parallel geschalteter Rohre (2′) durchsetzt ist, die gemeinsam eine zweite Adsorberkammer (2) bilden.