DE3829048A1 - Verfahren und vorrichtung zum regenerieren eines russpartikel-abbrennfilter - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zum regenerieren eines russpartikel-abbrennfilterInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrich
tung zum Regenerieren eines Rußpartikel-Abbrennfilters zum
Filtern der Abgase von Dieselmotoren.
Das Abgas von Dieselmotoren enthält sog. Dieselruß, der
aus einem Partikelstrom aus festen und flüssigen Bestandtei
len besteht. Dieser Partikelausstoß sollte so gering wie
möglich gehalten werden, wobei auch auf Seiten des Gesetzge
bers Bestrebungen im Gange sind, hierfür nicht nur bei
Dieselmotoren für Personenkraftwagen, sondern auch für
Lastkraftwagen und Busse Grenzwerte zu setzen.
Aus U. Esser′s "Dieselmotorentechnik", Technische
Akademie, Esslingen, 1986, insbesondere Kapitel 12, ist es
bekannt, zum Reinigen der Abgase von Dieselmotoren Abbrenn
filter zu verwenden, die in der Auspuffanlage der Diesel
motoren angeordnet werden. Derartige Abbrennfilter sind
poröse keramische Filter mit einer keramischen Wabenstruktur,
die den Katalysatorträgern der Katalysatoren für das Abgas
von Ottomotoren ähnlich ist. Die Kanäle dieser Filter sind
jedoch wechselseitig verschlossen, so daß das Abgas durch die
porösen Zellenwände strömen muß, wobei der im Abgas enthal
tene Ruß auf der Wandoberfläche und in den Poren abgeschieden
wird.
Im Laufe des Betriebes wird ein derartiges poröses
keramisches Abbrennfilter von den Rußpartikeln zugesetzt, so
daß eine periodische Regeneration des verstopften Filters
notwendig ist. Diese Regeneration erfolgt dadurch, daß das
Abbrennfilter selbsttätig freibrennt, d.h. daß sich bei
genügender Abgastemperatur die Rußpartikel zu entzünden
beginnen und exotherm abbrennen, wodurch ein Filterkanal im
allgemeinen spontan über seine gesamte Tiefe bzw. Länge
freibrennt.
Dieser Abbrennvorgang läuft jedoch nur dann ab, wenn die
Abgastemperatur entsprechend hoch ist. Damit auch bei
ungünstigen Betriebsverhältnissen des Dieselmotors eine
derartige Reaktion eingeleitet werden kann, kann das Abbrenn
filter mit einer katalytischen Beschichtung der Filterkeramik
versehen sein. Selbst mit einer derartigen katalytischen
Beschichtung gibt es jedoch weiterhin Betriebszustände des
Dieselmotors, bei denen der Abbrennvorgang nicht oder nur in
einzelnen Filterkanälen abläuft, da die Abgastemperatur immer
noch um 60°K unter dem für ein vollständiges Abbrennen
notwendigen Wert liegt.
Da derzeit keine Aussicht besteht, die katalytische
Wirkung zu verbessern, ist es beispielsweise versucht worden,
dem Dieselkraftstoff chemische Zusätze beizumischen, die ein
spontanes Abbrennen begünstigen können. Derartige Zusätze
sind jedoch prinzipiell nicht erwünscht, da sich dann bei der
Verbrennung des Kraftstoffes eine Vielzahl von anderen che
mischen Verbindungen bilden würde, die mit erheblichem
Aufwand erst auf ihre Umweltverträglichkeit usw. untersucht
werden müßten.
Dasselbe gilt auch für die Möglichkeit, Oxidationsmittel
dosiert vor den Filter zu leiten.
Es ist weiterhin versucht worden, das selbsttätige Ab
brennen derartiger Filter künstlich einzuleiten und bei
spielsweise eine Regeneration mit einem Brenner mit hoher
Heizleistung von z.B. 20 kW zu bewirken. Dabei wird jedoch
das Abgas aufgeheizt und ist der apparative Aufwand nicht
mehr vertretbar. Es können weiterhin auch elektrisch beheizte
Einzelelemente in den Wabenbohrungen des Filters vorgesehen
sein, die ein Abbrennen auslösen können, wenn sie mit dem Ruß
bzw. den Rußpartikeln in direktem Kontakt stehen, das hat
jedoch u.a. den Nachteil, daß die für den Durchtritt des
Abgases zur Verfügung stehende Querschnittsfläche des Filters
merklich verringert wird.
Es ist weiterhin auch vorgeschlagen worden, die
entstehende Partikelmenge durch interne Maßnahmen im
Dieselmotor zu verringern, beispielsweise in den Brennraum
zusätzliches Wasser oder eine Dieselwasseremulsion einzu
spritzen.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht daher
darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Regenerieren
eines Rußpartikel-Abbrennfilters zum Filtern der Abgase von
Dieselmotoren zu schaffen, bei denen eine gezielt gesteuerte
Rußabbrennreaktion auch bei niedrigen Abgastemperaturen
bewirkt werden kann.
Diese Aufgabe wird beim erfindungsgemäßen Verfahren
dadurch gelöst, daß an der Abgaseintrittsseite des Filters
über Hochspannungsimpulse mit steilem Spannungsanstieg
Funkenentladungen ausgelöst werden, die an der Filtersauber
seite zugeführt und durch das Filter zur Abgaseintrittsseite
geleitet werden.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung dieses
Verfahrens weist eine Hochspannungszündanlage auf, die an der
Sauberseite des Filters angeordnet ist und an ihrer Zündelek
trode Hochspannungsimpulse erzeugt, die über elektrische
Leiter an der Abgaseintrittsseite liegen und am nichtleitfä
higen Filtermaterial des Filters Funkenentladungen zu einer
Masseelektrode auslösen.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der erfindungs
gemäßen Vorrichtung ist es möglich, Energie auf das Abgas
bzw. die Rußpartikel zu übertragen und örtlich an den Stellen
der Funkenentladungen hohe Temperaturen zu erreichen, so daß
Abbrennreaktionen auch bei niedrigen Abgastemperaturen aus
gelöst werden können. Dabei kann auf katalytisch wirkende
Beschichtungen, chemische Zusätze oder Oxidationsmittel
verzichtet werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße
Vorrichtung haben weiterhin den Vorteil, daß keine Brenner
oder elektrisch beheizte Einzelelemente angeordnet werden
müssen, für die Vorrichtung herkömmliche, von der Batterie
und der Lichtmaschine gespeiste Zündanlagen verwandt werden
können, die Reinigung des Rußfilters mit einem geringen
elektrischen Energieaufwand möglich ist, keine mechanisch
bewegten Teile vorgesehen sein müssen und ohne zusätzliche
Luft- und Kraftstoffzufuhr gearbeitet werden kann. Dabei
ergibt sich eine Verringerung im Ausstoß der zyklischen
Kohlenwasserstoffe und ein guter Gesamtwirkungsgrad, da auch
das im Ruß und im Abgas noch enthaltene Restenergiepotential
mitausgenutzt wird.
Besonders bevorzugte Weiterbildungen und Ausgestaltungen
des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen
Vorrichtung sind Gegenstand der Patentansprüche 2 bis 13 bzw.
15 bis 25.
Im folgenden wird anhand der zugehörigen Zeichnung ein
besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung näher
beschrieben. Es zeigen
Fig. 1 eine Längsschnittansicht eines Abbrennfilters mit
einem Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
Fig. 2 eine Draufsicht auf den Zündsteckerteil des in
Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiels der erfindungsge
mäßen Vorrichtung und
Fig. 3 das Grundschaltbild einer Zündanlage mit Vorfun
kenstrecke für das in Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel
der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
In Fig. 1 ist ein in die Auspuffanlage eines Diesel
motors eingebautes porös keramisches Rußpartikelfilter 1
dargestellt, das von einem im Auspuffkrümmer 3 gehaltenen
metallischen Mantelrohr 2 umgeben ist. In den Wabenbohrungen
4 des Filters 1 sammeln sich die in den Abgasen des Diesel
motors enthaltene Rußpartikel, so daß das in Pfeilrichtung in
Fig. 1 einströmende Abgas durch das Filter 1 gereinigt wird
und das Filter als gereinigtes Abgas an der Ausströmseite
oder Sauberseite verläßt.
Im Filter 1 sind elektrische Leiter 10 parallel zur
Strömungsrichtung des Abgases vorgesehen, die von der
Ausströmseite bis etwa zur Einströmseite verlaufen und auf
der Einströmseite z.B. wenige mm vor dem Filterende enden.
Die Leiter 10 können aus durchgesteckten Metallstiften aus
einer warmfesten und zunderbeständigen Legierung bestehen,
die beispielsweise mit einem keramischen Kitt befestigt sind,
der sich in den Kanälen des Filters 1 dauerhaft verankert.
Statt durchgesteckter Metallstifte kann auch ein elektrisch
gut leitfähiger keramischer Kitt verwendet werden, der sich
dauerhaft in den Filterkanälen und deren porösen Wänden
verankert. Die elektrischen metallischen Leiter 10 sind an
der Ausströmseite des Abgases zusammengeführt, jedoch
elektrisch miteinander nicht verbunden. Wenn die elektrischen
Leiter aus einem leitfähigen keramischen Kitt bestehen, dann
können die Leiterbahnen an der Ausströmseite des Filters 1
elektrisch miteinander verbunden sein.
An der Einströmseite 5 des Filters 1 befindet sich eine
Gegen- oder Masseelektrode 11, die über der Einströmseite 5
des Filters 1 im Abstand etwa 10-15 mm von den Leiterenden
angeordnet ist. Die Gegenelektrode 11 besteht vorzugsweise
aus einem grobmaschigen mechanisch stabilen Drahtnetz oder
-gitter bzw. aus einem Blechstanzteil oder Lochblech, das
elektrisch mit dem äußeren metallischen Mantelrohr 2 des
Filters 1 bzw. dem Auspuffkrümmer 3 verbunden ist. Das
Lochblech ist insbesondere so ausgebildet, daß im wesent
lichen kein Abgasgegendruck erzeugt wird.
Eine Zündanlage aus einer Zündeinrichtung 12, einer
Zündspule 27, einem Zündschaltgerät 28, einer Zündleitung 26,
einem Zündstecker 21 und einer Zündelektrode 7 ist so
angeordnet, daß die Zündelektrode 7 über eine Luftfunken
strecke 9 vorzugsweise mit einer Länge von etwa 5 mm den
elektrischen Leitern 10 im Filter 1 an der Ausströmseite
gegenüberliegt.
Der Zündstecker 21 ist zusammen mit der Zündelektrode 7
über einen Flansch 15 an der Abgasausströmseite 8 des Filters
1 angebracht und über einen zusätzlichen Haltebügel 25
gesichert, wie es beispielsweise in Fig. 2 dargestellt ist.
Fig. 3 zeigt das elektrische Schaltbild der Zündanlage
für das obige Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen
Vorrichtung. Diese Zündanlage wird von einer Energieversor
gung, beispielsweise der Batterie eines Fahrzeuges gespeist
und umfaßt ein Zündschaltgerät 28 mit Taktgenerator und einer
logischen Steuerschaltung, eine Zündspule 27, den Vorfunken
stecker 21 sowie die Zündelektrode 7. Das Zündschaltgerät
weist weitere Eingänge 29 auf, an der die Ausgangssignale von
Sensoren liegen, die auf bestimmte Betriebsparameter wie
beispielsweise den Staudruck im Filter 1, die Abgastemperatur
oder die durchgesetzte Luft- oder Abgasmenge ansprechen und
dazu proportionale Ausgangssignale liefern.
Der Vorfunkenstecker 21 enthält eine integrierte
Funkenstrecke 22, einen Kondensator 23 und einen Entstörwi
derstand 24. Der Entstörwiderstand 24, der je nach Bedarf
vorgesehen ist, hat einen Widerstandswert von weniger als 100
Ohm, während der Kondensator 23 beispielsweise eine Kapazität
von 180 bis 500 pF hat und spannungsfest bis etwa 40 kV ist.
Die Funkenstrecke des Vorfunkensteckers 22 ist vorzugsweise
eine gasgefüllte Funkenstrecke für 20 bis 25 kV.
Die Eigenkapazität der Zündelektrode 7 liegt bei ca.
15 pF. Die Zündspule 27 ist mit dem Zündschaltgerät 28 über
eine abgeschirmte Zündleitung 26 verbunden, die Funken
strecke 22, der Kondensator 23, die Zündspule 27 und das
Zündschaltgerät 28 könnten weiterhin auch in einem gemeinsa
men Gehäuse untergebracht sein.
Das oben beschriebene Ausführungsbeispiel der erfin
dungsgemäßen Vorrichtung arbeitet in der folgenden Weise:
Die Rußpartikel, die sich in den Wabenbohrungen 4 des
Filters 1 angesammelt haben, werden an der Abgaseinströmseite
5 über Hochspannungsfunken gezündet und brennen exotherm
weiter, wobei das Abgas die Glut weiter in das Filter 1
hineintreibt.
Die Hochspannung wird dabei über die Zündelektrode 7 und
die Luftfunkenstrecke 9 zu den Leitern 10 eingekoppelt. Von
den Enden der Leiter 10 an der Einströmseite schlagen dann
Funken zu der Gegenelektrode 11 über. Wenn die Zündanlage
Zündimpulse mit einem Spannungsanstieg von mehr als 1 kV pro
ns liefert, werden mehrere Funken gleichzeitig zwischen dem
Filter 1 und der Gegenelektrode 11 gebildet, wobei die
Überschläge auch durch gegebenenfalls vorhandene Filterver
stopfungen auftreten.
Erforderlichenfalls kann die an sich schon kräftige
Bogenentladung von ca. 20 bis 150 µs Dauer mittels einer
zusätzlichen zweiten niederohmigen Stromquelle 13 verstärkt
und verlängert werden, indem diese weitere Quelle 13
zugeschaltet wird, sobald die Spannung nach der Durchbruchs
phase auf etwa Brennspannung abgesunken ist. Es kann auch
eine Transistorzündung mit ca. 2 bis 5 ms Funkendauer und
einer Vorfunkenstrecke mit einem Speicherkondensator mit
einer Kapazität von etwa 180-500 pF vorgesehen sein. Die
verstärkte Bogenentladung, eventuell mit verstärkter Glimm
phase, begünstigt das Aufheizen der Partikel am Auftreffpunkt
der Plasmakanäle und leitet eine exotherme Reaktion ein.
Vorzugsweise werden gleichzeitig Mehrfachfunken auf der
verschmutzten Abgaseintrittsseite des Filters derart erzeugt,
daß im Laufe des Betriebes periodisch die gesamte Filterein
trittsstirnfläche von Funkenentladungen erreicht wird, die
sich im Inneren des Filters als Gleitfunken auf der mit den
Rußpartikeln belegten Isolierfilmmaterialoberfläche des
Filters fortsetzen. Von den sich ergebenden Funkenbahnen vor
und im Filter werden bevorzugt die niederohmigsten mit der
nachgeschobenen energiereichen Bogen- und/oder Glimmentladung
aufgeheizt, derart, daß der Fußpunkt des Luftfunkenanteils
der Funkenentladung auf dem Filter entzündet wird. Diese
Initialzündung wird vom Abgasstrom weiter angefacht und ins
Filter hineingetragen und/oder es wird mit dem im Inneren des
Filters an der Rußbelegungsoberfläche entlanglaufenden
Gleitfunken der Ruß angezündet bzw. so abgebrannt, daß die
Funkenbahn hochohmig wird. Durch den energiereichen Luftfun
kenanteil kann auch das noch im Abgas steckende Energiepoten
tial mindestens örtlich zur zusätzlichen Heizung ausgenutzt
werden.
Das muß nicht jeweils mit energiereichen Funken
geschehen, es können auch vorteilhafterweise mehrere
energieärmere Funken kurz nacheinander mit derselben Wirkung
erzeugt werden. Das wird dadurch begünstigt, daß einmal
durchlaufende Funkenbahnen wieder bevorzugt werden, da u.a.
der Rußbelag mit zunehmender Erwärmung wesentlich niederoh
miger wird.
Insbesondere wird dafür gesorgt, daß viele Funken über
dieselbe Funkenbahn gehen, bis diese Bahn durch Abbrennen des
Rußes wieder hochohmig wird. Dabei sollten nicht zu viele
Funkenbahnen gleichzeitig abbrennen, um eine Zerstörung des
Filters wegen Überhitzung zu vermeiden.
Vorzugsweise wird die Funkenkaskade danach unterbrochen,
um bei einem Neubeginn mit Sprühentladungen andere Stellen
der Abgaseintrittsseite insbesondere niederohmige Bereiche
mit dicker Rußbelagsschicht zu erreichen, so daß letztendlich
die gesamte Filteroberfläche in die Regeneration einbezogen
wird.
Die aus einem Isolator bestehende Isolierüberschlags
strecke 14 an der Zündelektrode 7 ist zwar dem durch das
Filter 1 gereinigten Abgas ausgesetzt, es besteht dennoch die
Gefahr, daß sie mit einer leitfähigen oder zumindest
halbleitfähigen Schicht mit der Zeit überzogen wird. Eine
Abreinigung dieser Isolierüberschlagsstrecke 14 erfolgt dann
periodisch mit energiereichen Funkenüberschlägen, bis ein
erforderlicher Mindestisolationswert erreicht ist.
Durch eine andauernde Erzeugung von Funkenentladungen
mit Impulspaketen auch schon bei niedrigem Abgasgegendruck
wird der anfallende Ruß abgereinigt, so daß sich in vorteil
hafter Weise überhaupt kein merklicher Abgasgegendruck
entwickelt. Die Zündung kann auch erst dann angeschaltet
werden, wenn der Isolationswiderstand an der Zündelektrode 7
zu niedrig ist und/oder wenn der Abgasgegendruck im Filter 1
zu hoch wird, z.B. über 0,8 bar liegt. Entsprechende Werte
können über die Eingänge 29 dem Zündschaltgerät 28 eingegeben
werden. Die Taktfrequenz des Zündschaltgerätes, d.h. die
Folgefrequenz der von der Zündanlage erzeugten Hochspannungs
impulse und somit der Zündfunken kann in Abhängigkeit von der
Abgastemperatur und/oder der durchgesetzen Luft- oder
Abgasmenge gesteuert werden. Es kann in einem elektrischen
Speicher auch ein Kennfeld angelegt sein, das die Abgassig
nale und Luftmengensignale verknüpft und die zugehörige
Taktfrequenz der Zündungen bestimmt. Insbesondere können die
Hochspannungszündimpulse auch als Impulspaket abgegeben
werden, wobei die Folgefrequenz und die Anzahl der Impulse
pro Paket sowie das Puls/Pause-Verhältnis variiert werden
können.
Die Zündanlage kann ausgeschaltet werden, nachdem der
Abgasgegendruck einen vorgegebenen Sollwert unterschritten
hat. Sollte dieser Sollwert auch nach längerer Betriebszeit
nicht mehr erreicht werden können, oder der Abgasgegendruck
zu hoch werden, kann die Zündanlage ausgeschaltet und eine
Fehleranzeige gegeben werden. Steigt die Abgastemperatur so
an, daß zu erwarten ist, daß sich das Filter selbst reinigt,
bei starker Belastung evtl. schlagartig abbrennt und dabei
zerstört wird, so kann die Hochspannungszündanlage in
geeigneter Weise abgeschaltet werden.
Funkenüberschläge zwischen den Leitern 10 und der
Gegenelektrode 11 bei einer Hochspannung von 20 bis 40 kV
führen bei relativ wenig Energie im Bereich von 30 mJ bis 1 J
pro Hochspannungsimpuls bereits dazu, daß hohe Temperaturen
erreicht werden, die allerdings auf ein kleines Gas- bzw.
Rußvolumen beschränkt sind. Diese Energie wird im wesent
lichen im Funkenkopf teils im Luftfunken- teils im Gleitfun
kenbereich umgesetzt. Im Plasmakanal kann eine Funkenkopftem
peratur von mehr als 50000 K erreicht werden, die ausreicht,
örtlich zumindest das im Abgas noch vorhandene Restenergiepo
tential auszunützen und exotherme Reaktionen sowohl an den
vorbeiströmenden Partikeln als auch an den Gaskomponenten
einzuleiten. Der Auftreffpunkt eines Funkenkanals auf das
Filter 1 erwärmt sich vor allem bei einer an die Durchbruchs
phase folgenden energiereichen Bogenphase, wobei ca. 50% der
Funkenenergie auf die Partikel umgesetzt werden, die in
diesem Fall als Elektroden wirken. Trotz des Abgasstromes
sind dabei örtlich Temperaturerhöhungen von mehr als 100°K
pro Funke erreichbar, was z. B. ausreicht, Flüssiganteile zu
verdampfen oder ein Durchbrennen zu weiteren Partikeln
exotherm in Gang zu bringen. Das ist insbesondere dann der
Fall, wenn der Abgasstrom die entstandene Glut anfacht und
weiter ins Filter 1 hineintreibt. Mit mehreren kurz hinter
einander folgenden Funken an derselben Stelle kann der
Auftreffpunkt auch direkt zum Glühen gebracht werden.
Da bei steilen Spannungsanstiegen von mehr als 1 kV pro
ns mehrere, d.h. bis zu 10 Funken gleichzeitig auftreten,
kann durch eine entsprechende Ausformung der Elektroden eine
Funkenverteilung auf eine größere Fläche, beispielsweise der
Filterstirnfläche, erreicht werden, und kann an mehreren
Stellen gleichzeitig eine Initialzündung bewirkt werden.
Das Auslösen der Funkenentladungen an der Einströmseite
5 des Filters 1 ist insofern am wirksamsten, als durch das
schnell bewegte Abgas mit meist hohem Restsauerstoffgehalt
die angefachte Rußverbrennung durch das Filter 1 hindurch
geführt wird. Aufgrund der steilen Spannungsanstiege der
erzeugten Hochspannungsimpulse wird die Hochspannung durch
das verrußte Filter 1 hindurch zur Einströmseite geführt,
ohne daß viel Energie über den leitfähigen Ruß verloren gehen
kann, da aufgrund der steilen Spannungsanstiege kaum Zeit zur
Verfügung steht, um Energie über die Rußnebenwiderstände
abzuleiten.
Die Funkenfolge kann sich weiterhin danach richten, ob
das Filter 1 in mehreren Kanälen nahezu gleichzeitig
abgebrannt werden soll, oder ob nur einzelne Kanäle nachein
ander abbrennen sollen. Es können dabei auch die Abgastempe
ratur und die durchgesetzte Luft- und Abgasmenge berücksich
tigt werden. Dadurch ist es möglich, der Gefahr zu entgehen,
daß durch die schnelle exotherme Reaktion der Keramikträger
überhitzt und beschädigt, wenn nicht gar zerstört wird, wenn
alle Rußfilterkanäle gleichzeitig abbrennen.
Bei einer hohen Funkenfolge (250 Hz) wurde beobachtet,
daß bereits vorher benützte Funkenkanäle bevorzugt werden.
Dieser Effekt kann beispielsweise dazu benutzt werden, an den
Auftreffpunkten der Funken auf dem Ruß die Partikel sogar zum
Glühen zu bringen, so daß auf eine katalytische Beschichtung
des Filters ganz verzichtet werden kann.
Claims (25)
1. Verfahren zum Regenerieren eines Rußpartikel-Abbrenn
filter zum Filtern der Abgase von Dieselmotoren, dadurch
gekennzeichnet, daß an der Abgaseintritts
seite des Filters über Hochspannungsimpulse mit steilem
Spannungsanstieg Funkenentladungen ausgelöst werden, die an
der Filtersauberseite zugeführt und durch den Filter zur
Abgaseintrittsseite geleitet werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß Funkenentladungen gleichzeitig an
mehreren Stellen des Filters ausgelöst werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge
kennzeichnet, daß an der selben Stelle
nacheinander mehrere Funkenentladungen ausgelöst werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß Funkenentladungen jeweils
nur an einem Teil der Durchlaßkanäle des Filters ausgelöst
werden.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Folge
frequenz der Funkenentladungen nach Maßgabe des Abgasgegen
druckes im Filter, der Abgastemperatur und/oder der durch
gesetzten Luft- oder Abgasmenge gesteuert wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die Funkenentladungsfolge
durch ein variables Hochspannungsimpulspaket/Impulspausen-
Verhältnis festgelegt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekenn
zeichnet, daß mit der Auslösung der Funkenentladun
gen bei einem bestimmten Staudruck im Filter begonnen wird.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Energie pro Funkenentladung 30 mJ
bis 1 J beträgt.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Spannung der Hochspannungsimpulse
20 bis 40 kV beträgt.
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Funkendauer 20 bis 150 µs
jeweils beträgt.
11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Spannungsanstieg wenigstens 1 kV
pro ns beträgt.
12. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß durch die Funkenentladungen
zunächst wenigstens ein Hochspannungsfunkenkanal gebildet
wird und anschließend eine energiereiche Bogenentladung
bewirkt wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Funkendauer wenigstens etwa
2-5 ms beträgt.
14. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach
Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine
Hochspannungszündanlage, die an der Sauberseite des Filters
(1) angeordnet ist und an ihrer Zündelektrode (7) Hochspan
nungsimpulse erzeugt, die über elektrische Leiter (10) an der
Abgaseintrittsseite liegen und am nichtleitfähigen Filterma
terial des Filters (1) Funkenentladungen zu einer Masseelek
trode auslösen.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch ge
kennzeichnet, daß die elektrischen Leiter (10)
im Filter (1) zur Abgaseintrittsseite verlaufen und an der
Sauberseite nahe zusammengeführt sind, die Zündelektrode (7)
ihre Spannungsimpulse über eine dazwischen vorgesehene
Luftfunkenstrecke (9) auf die Leiter (10) überträgt und an
der Einströmseite die Masseelektrode (11) quer über dem
Filter derart angeordnet ist, daß Funken von den elektrischen
Leitern (10) überschlagen können.
16. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Hochspannungszündanlage
eine Hochspannungskondensatorzündanlage mit einem Kondensator
(23) als Zwischenspeicher mit einer Kapazität von mehr als
180 pF und einer Vorfunkenstrecke (22) als Hochspannungs
schalter ist.
17. Vorrichtung nach Anspruch 14, gekenn
zeichnet durch eine zusätzliche Energiequelle (13),
die jede Funkenentladung um eine energiereiche Bogenentla
dungsphase verlängert.
18. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Hochspannungszündanlage
eine Transistorzündanlage mit Vorfunkenstrecke und einem
Kondensator von mehr als 200 pF ist.
19. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Hochspannungszündanlage
eine energiereiche und langdauernde Bogen- und/oder Glimment
ladung bewirkt.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 19,
dadurch gekennzeichnet, daß die Zündelektrode
(7) in einem keramischen Isolator (16) eingebettet ist.
21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 20,
dadurch gekennzeichnet, daß die Leiter (10)
im Filter (1) aus Metallstiften aus einer warmfesten und
zunderbeständigen Legierung bestehen.
22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 20,
dadurch gekennzeichnet, daß die Leiter (10)
im Filter (1) aus einem leitfähigen keramischen Kitt gebildet
sind, der in den Filterkanälen und in deren porösen Wänden
verankert ist.
23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Leiter aus einem
leitfähigen Kitt mit passendem Wärmeausdehnungskoeffizienten
bestehen und auf der Sauberseite des Filters (1) elektrisch
miteinander verbunden sind.
24. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Masseelektrode (11) aus
einem grobmaschigen mechanisch stabilen Drahtnetz oder
-gitter besteht.
25. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Masseelektrode (11) aus
einem Lochblech besteht.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19883829048 DE3829048A1 (de) | 1988-08-26 | 1988-08-26 | Verfahren und vorrichtung zum regenerieren eines russpartikel-abbrennfilter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19883829048 DE3829048A1 (de) | 1988-08-26 | 1988-08-26 | Verfahren und vorrichtung zum regenerieren eines russpartikel-abbrennfilter |
Publications (1)
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4103653C1 (en) * | 1991-02-07 | 1992-06-11 | Mercedes-Benz Aktiengesellschaft, 7000 Stuttgart, De | Smoke-burning filter for Diesel engine - has channels with walls made of porous material and electrodes for HV ignition system |
WO1994007008A1 (de) * | 1992-09-12 | 1994-03-31 | Amann & Söhne Gmbh & Co. | Verfahren zur entfernung von elektrisch leitenden teilchen aus einem gasstrom sowie vorrichtung zur drucführung des verfahrens |
WO2001004467A1 (en) * | 1999-07-12 | 2001-01-18 | Perkins Engines Company Limited | Autoselective regenerating particulate filter |
FR2812685A1 (fr) * | 2000-08-03 | 2002-02-08 | Ecia Equip Composants Ind Auto | Dispositif de depollution d'un moteur thermique et groupe de propulsion le comportant |
-
1988
- 1988-08-26 DE DE19883829048 patent/DE3829048A1/de not_active Withdrawn
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